封裝流程的介紹

1、 IC 封封 裝裝 產(chǎn)產(chǎn) 品品 及及 制制 程程 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介 電子構(gòu)裝電子構(gòu)裝 (Electronic Packaging)，也常被稱為封裝，也常被稱為封裝(Assembly)，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中所謂的后段。它的目的在賦予集成電，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中所謂的后段。它的目的在賦予集成電路組件組裝的基礎(chǔ)架構(gòu)，使其能進(jìn)一步與其載體路組件組裝的基礎(chǔ)架構(gòu)，使其能進(jìn)一步與其載體(常是指印刷電路板）常是指印刷電路板）結(jié)合，以發(fā)揮原先設(shè)計(jì)的功能。結(jié)合，以發(fā)揮原先設(shè)計(jì)的功能。 構(gòu)裝技術(shù)的范圍涵蓋極廣，它應(yīng)用了物理、化學(xué)、材料、機(jī)械、構(gòu)裝技術(shù)的范圍涵蓋極廣，它應(yīng)用了物理、化學(xué)、材料、機(jī)械、電機(jī)、微電子等各領(lǐng)域的知識(shí)，也使用金

2、屬、陶瓷、高分子化合物電機(jī)、微電子等各領(lǐng)域的知識(shí)，也使用金屬、陶瓷、高分子化合物等各式各樣的高科技材料。等各式各樣的高科技材料。 在微電子產(chǎn)品功能與層次提升的追求中，開(kāi)發(fā)構(gòu)裝技術(shù)的重要在微電子產(chǎn)品功能與層次提升的追求中，開(kāi)發(fā)構(gòu)裝技術(shù)的重要性不亞于性不亞于 IC制程中其它的微電子相關(guān)工程技術(shù)，故世界各主要電子制程中其它的微電子相關(guān)工程技術(shù)，故世界各主要電子工業(yè)國(guó)莫不戮力研究，以求得技術(shù)領(lǐng)先的地位。工業(yè)國(guó)莫不戮力研究，以求得技術(shù)領(lǐng)先的地位。1. IC 封裝的目的封裝的目的2. IC 封裝的形式封裝的形式3. IC 封裝應(yīng)用的材料封裝應(yīng)用的材料4. IC 封裝的基本制程與質(zhì)量管理重點(diǎn)封裝的基本制程與

3、質(zhì)量管理重點(diǎn)防止?jié)駳馇秩敕乐節(jié)駳馇秩胍詸C(jī)械方式支持導(dǎo)線以機(jī)械方式支持導(dǎo)線有效的將內(nèi)部產(chǎn)生的熱排出于外部有效的將內(nèi)部產(chǎn)生的熱排出于外部提供持取加工的形體提供持取加工的形體Package : 把把包成一包包成一包IC Package : 把把 IC IC 包成一包包成一包 PIN J-TYPE LEAD GULL-WING LEAD BALL BUMPING PTH IC：DIP SIP、PDIP(CDIP) PGASMD IC: SOIC SOP(TSOP-I、TSOP-II)、SOJ LCC PLCC/CLCC QFP 14 20/28 28、 10 10/14 14(TQFP、MQFP、LQ

4、FP) Others BGA、TCP、F/C PTH IC：1960年代發(fā)表，至今在一些低價(jià)的電子組件上仍被廣泛應(yīng)用。年代發(fā)表，至今在一些低價(jià)的電子組件上仍被廣泛應(yīng)用。 DIP 美商快捷首先發(fā)表美商快捷首先發(fā)表 CDIP。由于成本技術(shù)的低廉，很快成為當(dāng)時(shí)主要的。由于成本技術(shù)的低廉，很快成為當(dāng)時(shí)主要的 封裝形式；隨后更衍生出封裝形式；隨后更衍生出 PDIP、SIP等。等。 PGA 美商美商IBM首先發(fā)表，僅應(yīng)用于早期的高階首先發(fā)表，僅應(yīng)用于早期的高階 IC封裝上，其封裝上，其Grid Array的的 概念后來(lái)更進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成為概念后來(lái)更進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成為 BGA的設(shè)計(jì)概念。的設(shè)計(jì)概念。SMD IC :

5、 1970年代美商德州儀器首先發(fā)表年代美商德州儀器首先發(fā)表 Flat Package,是所有表面黏著組件的是所有表面黏著組件的濫觴。由于濫觴。由于SMD有太多優(yōu)于有太多優(yōu)于PTH的地方，各家廠商進(jìn)一步發(fā)展出各具特色的封裝。的地方，各家廠商進(jìn)一步發(fā)展出各具特色的封裝。至今，表面黏著仍是先進(jìn)電子組件封裝設(shè)計(jì)的最佳選擇。至今，表面黏著仍是先進(jìn)電子組件封裝設(shè)計(jì)的最佳選擇。 QFP 業(yè)界常見(jiàn)的形式以業(yè)界常見(jiàn)的形式以14 20/28 28/10 10/14 14四種尺寸為主。四種尺寸為主。 LCC Chip carrier，區(qū)分為，區(qū)分為 CLCC/PLCC 及及 Leadless / Leaded等形式

6、。等形式。 SOIC Small Outline IC；區(qū)分為；區(qū)分為 SOP(TSOP-I、TSOP-II)、SOJ 兩種主兩種主 流。流。 TCP Tape Carrier Package;應(yīng)用于應(yīng)用于 LCD Driver。其錫鉛凸塊的設(shè)計(jì)后來(lái)進(jìn)。其錫鉛凸塊的設(shè)計(jì)后來(lái)進(jìn)一步應(yīng)用在一步應(yīng)用在 F/C上。上。當(dāng)前最先進(jìn)的封裝技術(shù)：當(dāng)前最先進(jìn)的封裝技術(shù)： BGA 、F/C (晶圓級(jí)封裝）晶圓級(jí)封裝） Popular IC package types :TSOP(Thin Small Outline Package) QFP(Quad Flat Pack) BGA(Ball Grid Array

7、) CSP(Chip Scale Package)PBGAQFPTSOPSOPCopper Lead frameEpoxy AdhesiveTop MoldEncapsulate Mold CompoundDie PaddleDieBottom MoldGold WireTSOP TSOP Alloy42 Lead FrameNi42/Fe58TapeDieGold WireEncapsulate Mold CompoundTop MoldBottom MoldBall Bond : Shape / PositionHeight : 0.93 milBall size : 3.04 milBa

8、ll aspect ratio : 0.30 Spec Criteria : 2.6 mil Ball size 5.2 mil After KOH etching viewIntermetallicConventional structureSectional ViewIC chipInner LeadwirepaddleSignalN/CSignalSignalPowerPowerPowerPowerpaddleIC chipTie barTie barSectional ViewSignalSignalSignalSignalBus barBus barwireIC chipInner

9、LeadtapeIC chiptapeSectional ViewSignalSignalSignalPowerwireIC chipInner LeadIC chipSignalPowerPowerpaddleMulti-frame LOC structureTape LOC structurePROCESSEQUIPMENTMATERIALDIE SAWDISCO 651DIE ATTACHHITACHI CM200( LOC)HITACHI LM400(LOC)WIRE BONDSKW UTC-300K&S 1488 / 8020/ 8028 1.0 MILMOLDINGTOWA

10、 Y- SERIESSHINETSU KMC-260 NCAMARKINGGPM / E & R LASER PlatingMECO EPL-2400SSn / Pb 85/15FORMING & SINGULATIONHAN-MI 203FYAMADA CU-951-1LEAD SCAN/FVI/PACKRVSI LS3900DB / 5700WAFER BACKGRINDRINGSIBUYAMA-508SUNRISEJEDEC 150 Deg CFLOWHITACHI CHIMICAL HM-122UHAN-MI 101 DEJUNK1. Wafer Process2. D

11、ie Attaching3. Wire Bonding4. Molding5. Marking and Lead ProcessProcess FlowMonitor ItemSampling SizeFrequencyControlWAFER IQC2ND VISUALINSPECTION2ND VI QCGATEWAFER MOUNTWAFER SAWUV IRRADIATIONlVISUAL INSPECTIONlVISUAL INSPECTIONlKERF WIDTHlDI WATER RESISITIVITYlCO2 BUBBLE RESISTIVITYlVISUAL INSPECT

12、ION25 DICE / 5 WAFERSl25 DIE / 2 WAFERl6 LINES / 1WAFERl1 READINGl1 READING25 DICE / PER WAFER(100% INSPECTION, IFREJECT BY QC GATE)PER LOTlPER LOTlMC/1X/SHIFTl2X / SHIFTl2X / SHIFTLOGLOGPER LOTLOGlVISUAL INSPECTIONlVOIDlALLlALLlPER LOTlPER LOTLOGlVISUAL INSPECTION45 EA (LTPD= 5%)PER LOTLOGlPARAMETE

13、R CHECK1 READINGPER SHIFTLTCProcess FlowMonitor ItemSampling SizeFrequencyControl3RD VISUALINSPECTION3RD VI GATELOC DIE BOND WIRE BONDMOLDINGPMClVISUAL INSPECTIONlMANUAL TAPE PEELINGlVISUAL INSPECTIONlWIRE PULLlBALL SHEARlLOOP HEIGHTl1 STRIP/ 1 MAG.l2 EAl3 STRIP/ 1 MAG.l10 WIRESl10 BALLSl10 WIRESl1X

14、/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MC( ORCHANGEDEVICE /CAPILLARY )LOGlLOGlSPClLOGlLOGlVISUAL INSPECTION3 STRIPS/ MAGAZINE(100% INSPECTION,IF REJECT BY QCGATE)PER MAGAZINELOGlVISUAL INSPECTIONPER LOT20EA ( AQL=0.25% )LOGlVISUAL INSPECTIONlMOLDING TEMPERATURElX-RAY MONI

15、TORl1ST SHOT/CHASEl8 POINT/CHASEl4 SHOTlPER LOTl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCLOGlTEMP. PROFILElOVEN TEMP.l6 POINTSl6 POINTSl1 TIME / MC /3 MONTHlPER CYCLELOGProcess FlowMonitor ItemSampling SizeFrequencyControlLASER MARKINGDEJUNK/TRIMLEAD SCANFINAL VISUALINSPECTIONFVI QC GATEPLATINGFORMING/SINGULATIONlVIS

16、UAL INSPECTIONl1 STRIPS DUMMYl3 STRIPSl2 STRIPSlPER LOTlPER LOTl4X/MC/SHIFTLOGlVISUAL INSPECTIONl2 TRIPSl4X/MC/SHIFTLOGlVISUAL INSPECTIONlTHICKNESSlCOMPOSITIONlALLl10 UNITSl10 UNITSlPER LOTl4X/MC/SHIFTl4X/MC/SHIFTlLTClSPClSPClVISUAL INSPECTIONlOUTLINE DIMENSIONlSTANDOFFl2 STRIPSl2 EAl10 UNITSl4X/MC/

17、SHIFTlPER LOTl1X/MC/SHIFTLOGlGOLDEN UNITl2 UNITSl1X / SEASONRECORDlVISUAL INSPECTIONl100% INSPECTIONPER LOTLTClVISUAL INSPECTIONl50EA, AQL=0.1%(100%INSPECTION, IFREJECT BY QCGATE)PER LOTLTCT/C , -55 C / 125 C , 5 cyclesBaking , 125 C , 24 hrsPrepare Request SheetO/S Test, Visual/SAT InspectionMoisture Soak Level I85 C / 85%RH , 168hrsMoisture Soak Level II85 C / 60%RH , 168hrsMoisture Soak Level III30 C / 60%RH , 192hrsIR Reflow , 220/235 C