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 簡簡 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)，使其能進一步與其載體路組件組裝的基礎(chǔ)架構(gòu)，使其能進一步與其載體(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)計的功能。結(jié)合，以發(fā)揮原先設(shè)計的功能。 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、機械、電機、微電子等各領(lǐng)域的知識，也使用金

2、屬、陶瓷、高分子化合物電機、微電子等各領(lǐng)域的知識，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)國莫不戮力研究，以求得技術(shù)領(lǐng)先的地位。工業(yè)國莫不戮力研究，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)量管理重點封裝的基本制程與

3、質(zhì)量管理重點防止?jié)駳馇秩敕乐節(jié)駳馇秩胍詸C械方式支持導(dǎo)線以機械方式支持導(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)時主要的。由于成本技術(shù)的低廉，很快成為當(dāng)時主要的 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 概念后來更進一步轉(zhuǎn)換成為概念后來更進一步轉(zhuǎn)換成為 BGA的設(shè)計概念。的設(shè)計概念。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，各家廠商進一步發(fā)展出各具特色的封裝。的地方，各家廠商進一步發(fā)展出各具特色的封裝。至今，表面黏著仍是先進電子組件封裝設(shè)計的最佳選擇。至今，表面黏著仍是先進電子組件封裝設(shè)計的最佳選擇。 QFP 業(yè)界常見的形式以業(yè)界常見的形式以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)計后來進。其錫鉛凸塊的設(shè)計后來進一步應(yīng)用在一步應(yīng)用在 F/C上。上。當(dāng)前最先進的封裝技術(shù)：當(dāng)前最先進的封裝技術(shù)： BGA 、F/C (晶圓級封裝）晶圓級封裝） 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 milB

8、all 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 MILMOLDINGTOW

10、A 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.

11、Die 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 INSPEC

12、TION25 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 LOTLOGlPARAMET

13、ER 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 WIRESl1

14、X/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 MON

15、ITORl1ST 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/SINGULATIONlVI

16、SUAL 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