半導(dǎo)體封裝簡介

半導(dǎo)體封裝簡介報(bào)告人：黃意駒資料來源：美國網(wǎng)站我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)資料來源：工研院經(jīng)資中心ITIS計(jì)畫(Mar.2001)晶粒測試及切割長晶晶圓切割設(shè)計(jì)導(dǎo)線架測試封裝製造光罩晶圓光罩設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)封裝化學(xué)品CADCAE材料設(shè)備儀器資金人力資源服務(wù)支援貨運(yùn)海關(guān)科學(xué)園區(qū)

140416483781320成品測試IC封裝主要有四大功能1.電源分佈：(電源傳導(dǎo))IC要動作，需有外來的電源來驅(qū)動，外來的電源經(jīng)過封裝層內(nèi)的重新分佈，可穩(wěn)定地驅(qū)動IC，使IC運(yùn)作。2.信號分佈：(信號傳導(dǎo))IC所產(chǎn)生的訊號，或由外界輸入IC的訊號，均需透過封裝層線路的傳送，以送達(dá)正確的位置。3.散熱功能：

IC的發(fā)熱量相當(dāng)驚人，一般的CPU為2.3W，高速度、高功能的IC則可高達(dá)20.30W，藉由封裝的熱傳設(shè)計(jì)，可將IC的發(fā)熱排出，使IC在可工作溫度下（通常小於85℃）正常運(yùn)作。4.保護(hù)功能：封裝可將IC密封，隔絕外界污染及外力的破壞。資料來源：（呂宗興，1996）未來的發(fā)展考慮方向輕、薄、短、小順應(yīng)時(shí)代方便潮流2.降低電壓與電流消耗使用壽命延長3.奈米封裝4.晶片植入(超級警察)IC封裝的組成元件封裝流程ICASSEMBLYTOOLING&MATERIALWAFERBACKGRINDING該製程的主要目的是將晶圓研磨至適當(dāng)?shù)暮穸?，以配合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之需求，由於封裝體逐漸演變至薄型化（ThinPackage），如1.0mm膠體厚度之TSOP、TSSOP及TQFP等，因此晶圓必須加以研磨。如何進(jìn)行研磨製程?Wafer正面是產(chǎn)品功能有效區(qū)，所以研磨就必須以wafer背面為主。研磨wafer背面時(shí)需保護(hù)Wafer正面避免產(chǎn)品功能失效，因此BlueTape(Thickness>200um)就扮演保護(hù)功能角色。最後增加De-Tape動作的目的，是在研磨製程完成時(shí)須將BlueTape去除之用。WaferTapeandDe-Tape資料來源：Adwill網(wǎng)站TAPINGＡ晶圓的裝載?掃描?取出

可由晶圓掃描感測器自動檢出晶圓的儲存狀態(tài)。並藉由可3軸動作的機(jī)械手臂將晶圓搬送定位部。

Ｂ晶圓定位

將晶圓以平邊或V型缺角為基準(zhǔn)定位後,用輸送手臂設(shè)定在貼合作業(yè)臺上。

Ｃ表面保護(hù)膠帶貼合

藉由加壓滾輪與膠帶貼合作業(yè)臺前後移動的動作來將表面保護(hù)膠帶貼合至晶圓。因?yàn)槭菕裼肨TC方式所以能夠不加壓晶圓而貼合表面保護(hù)膠帶。

Ｄ膠帶切割

（薄片切割與晶圓外緣切割）

固定切割刀片的狀態(tài)下,旋轉(zhuǎn)作業(yè)臺來切割膠帶。藉由切割刀片的3次元(Ｘ，Ｙ，θ)動作,即使是容易產(chǎn)生碎屑的平邊部分也可以順利的切割。

Ｅ剩餘膠帶的處理

切割膠帶後的剩餘膠帶,以剝除手臂從作業(yè)臺剝除後集中至集塵盒。

Ｆ晶圓儲存

貼合完表面保護(hù)膠帶的晶圓以機(jī)械手臂儲存至晶舟盒。資料來源：Adwill網(wǎng)站BacksideGrindingMachine:DISCODFG-840Z1&Z2SPINDLEGRINGINGWHEELCHUCKTABLEContactGaugeforwaferContactGaugeforchucktableEQUIPMENTTOPVIEW資料來源：DISCODifferenceBetweenIFandRSIF：InFeedGrinderRS：RotarySurfaceGrinderLappingprinciple（1）In-feedsystem：研磨時(shí)不易破片，TTV平整度很好。Creepfeedsystem：研磨輪易磨損，TTV平整度不好。資料來源：DISCOLappingprinciple（2）資料來源：DISCOLAPPING&POLISH資料來源：LOGITECHDETAPINGＡ晶圓的裝載,掃描,取出藉由晶圓掃描感測器,能夠自動檢出晶圓的儲存狀態(tài)。並藉由可以3軸動作的機(jī)械手臂將晶圓般送到紫外線單元。

Ｂ紫外線照射

將照射室內(nèi)的晶圓平均地以紫外線照射後,由定位輸送帶將晶圓送往定位部。

Ｃ晶圓定位

將晶圓以平邊或V型缺角為基準(zhǔn)定位後,以搬送手臂將晶圓送往剝除作業(yè)臺放置。

Ｄ剝除表面保護(hù)膠帶

將剝除膠帶以加熱盤用熱壓方式貼合在晶圓外緣3mm以內(nèi),再用180?角將表面保護(hù)膠帶從晶圓上剝除。

Ｅ晶圓儲存

將剝除的表面保護(hù)膠帶與剝除膠帶集中在集塵盒裡,並用機(jī)械手臂將晶圓儲存到晶圓架盒。

資料來源：Adwill網(wǎng)站W(wǎng)AFERSAW其目的是將晶圓上的晶粒(ChipDies)切割分離。其前置作業(yè)為晶片黏貼(WaferMount)，將晶圓背面貼在BlueTape(Thickness=75or100um)上，並置於不銹鋼製之框架內(nèi)，並避免晶片和膠帶間有氣泡產(chǎn)生；之後再將其送到晶圓切割機(jī)進(jìn)行切割，切割後的晶粒仍會排列黏貼於Bluetape上，框架的支撐可避免膠帶產(chǎn)生皺摺而導(dǎo)致晶粒相互碰撞。MOUNTERＡ晶圓的裝載,掃描與取出

自動掃描晶舟盒內(nèi)的晶圓後,由機(jī)械手臂取出,搬送到定位部。

Ａ'晶舟盒裝載（選項(xiàng)）

以旋轉(zhuǎn)手臂將晶圓從晶舟盒內(nèi)取出傳送到機(jī)械手臂。間隔紙則由旋轉(zhuǎn)手臂集中至集塵盒。

Ｂ晶圓定位

將晶圓以平邊或V型缺角定位後,藉由機(jī)械手臂反轉(zhuǎn)將晶圓設(shè)定在貼合作業(yè)臺上。

Ｃ鐵框架供給

將重疊放置的鐵框架一片一片取出設(shè)定在貼合作業(yè)臺上。

Ｄ膠帶貼合

前後移動貼合作業(yè)臺,以加壓滾輪將預(yù)切膠帶貼合在晶圓與鐵框架上。此時(shí)可以TTC方式得到膠帶貼合最適宜的張力。

Ｅ晶圓收納

反轉(zhuǎn)貼合完畢的晶圓儲存至晶片架盒。

Ｆ晶圓管理系統(tǒng)（選項(xiàng)）

讀取晶圓上的ID號碼將其資料轉(zhuǎn)化為條碼後貼上標(biāo)籤?？山逵杀鞠到y(tǒng)達(dá)到組裝工程的工廠自動化。資料來源：Adwill網(wǎng)站BLADEWAFERBLUETAPEBLADEPCBChuckTableSPINDLECASSETTEBladeTypeZHdiscoZ資料來源：DISCO軟刀:可再生使用硬刀:不可再生使用DieBondStation此製程的目的是將晶粒(ChipDies)置於導(dǎo)線架(LeadFrame)上並用銀膠（Epoxy）加以黏著固定。黏晶完成後之導(dǎo)線架則經(jīng)由傳輸設(shè)備送至金屬匣(Magazine)內(nèi)，以送至下一製程進(jìn)行銲線。在此步驟中導(dǎo)線架提供了晶粒黏著的位置，並預(yù)設(shè)有可延伸晶粒電路的內(nèi)、外引腳。導(dǎo)線架依不同設(shè)計(jì)可有一個(gè)或數(shù)個(gè)晶粒座(DiePad)。Carrier:MAGAZINEEPOXYLOC(LEADONCHIP)LeadframeLeadframeBONDHEAD：BONDFORCEBONDTILTCCDMONITOR：PICKPOSITIONAFTERBONDPOSITIONAFTERDISPENSERPOSITION資料來源：ASMLEADFRAMELOADER資料來源：ASMPICKPOSITION資料來源：NEC/ASM資料來源：AlphasemDIEBONDERFUNCTION(1)WafermappingsystemBarcodereaderforwaferIDinputCapableofacquiringmappingfilefromhostcomputer/floppydiskDIESHEARTESTX–Ray(Void)DIEBONDINSPECTIONDIEBONDERFUNCTION(2)Loader&Unloader:LeadframeinputMagazineinput/outputWaferinput/outputWafflepadinput90°rotarybondhead.MissingdiedetectionDIEBONDERFUNCTION(3)Automaticpre-bond(Epoxypatterninspection)&post-bondinspectionAutomaticwaferhandlingsystemtohandleupto12”waferVoicecoilbondforceProgrammableX–Y-ZmovingepoxydispenserDIEBONDERFUNCTION(4)DiesizerangeFlexibleindexingclampforleadframe/substratethickness0.1~2mmAutomaticdieΘalignmentatwaferstage±10°Syringe/Stamping/WritertypeepoxydispenserPlacementaccuracyCycletimePLASMACLEAN專業(yè)解決CSP、FlipChip、BGA、SAWFilter、Leadframe、Wafer、PCB.….等有機(jī)物、無機(jī)物、氧化物、光組殘餘之清洗,對產(chǎn)品良率之提升有極大幫助。

Wirebonding前清洗，應(yīng)用於去除die上bondingpad及基材表面之微量污染物，從而確保打線之強(qiáng)度及可靠度。打線強(qiáng)度約可增加70%，良率約可增加30%，大大的降低了封裝不良品的產(chǎn)生。Molding前清洗晶片及基材表面，使moldingcompound附著良好，解決Delamination之現(xiàn)象，使封裝良率大為提升。加強(qiáng)表面黏著能力.Plasma除可去除黏著基材之表面污染外,更藉由Ar

之離子轟擊之效果,達(dá)到活化基板及加強(qiáng)表面黏著之能力.污染物之去除。藉由電漿之物理及化學(xué)回應(yīng)只雙重特性,有效去除產(chǎn)品之污染。WIREBONDINGStation主要藉由銲線機(jī)器在晶粒上的銲點(diǎn)(BondPad)位置，和導(dǎo)線架上的腳位以金線銲線連結(jié)在一起。銲線乃是將晶粒上的接點(diǎn)以極細(xì)的金線(GoldWireDiameter=30/25/20um)連接到導(dǎo)線架之內(nèi)引腳，以將IC晶粒之電路訊號傳輸至外界。資料來源：K&S網(wǎng)站ChessmanWireSpoolGoldWireKeyPanelLOADERUNLOADERWORKHOLDERSparkRodCapillaryINSERTCLAMPHeatBlockWireFeedSystemBondHeadWIREFEEDSYSTEMBONDDRAWING：LEADFRAMEDIRECTIONWIREBONDINGDIRECTIONBONDINGPADSIZEICLOGODIRECTIONCHIPSIZEL/FMATERIALL/FPADSIZEDIEBONDEPOXYBONDWIREDIAMETERPKGTYPE資料來源：K&S資料來源：K&STRANSDUCERTOOLINGCAPILLARYWIREBONDINSPECTIONWIREPULLTESTBALLSHEARTESTLOOPHEIGHTMEASUREX-RayWIRESWEEPGOODNGWIREBONDERFUNCTION(1)35umultrafinebondpadpitchcapabilitySmallballformationbondingcapabilityEFOcontrolsystem.HighfrequencytransducerbondingsystemLowtemperaturebondingcapabilityBondingaccuracyFullyprogrammableworkholdersystemWIREBONDERFUNCTION(2)Visionleadlocator(VLL)Individualprogrammableloopingcontr