芯片封装测试流程详解.ppt
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- 上传时间:2022-11-12
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芯片封装测试流程详解.ppt
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LogoIntroductionofICAssemblyProcessIC封装工艺简介封装工艺简介艾艾LogoICProcessFlowCustomer客客户户ICDesignIC设计设计WaferFab晶圆制造晶圆制造WaferProbe晶圆测试晶圆测试Assembly&TestIC封装测试封装测试SMTIC组装组装CompanyLogoLogoICPackage(IC的封装形式)的封装形式)Package-封装体:
封装体:
指芯片(指芯片(Die)和不同类型的框架()和不同类型的框架(L/F)和塑封料()和塑封料(EMC)形成的不同外形的封装体。
形成的不同外形的封装体。
ICPackage种类很多,可以按以下标准分类:
种类很多,可以按以下标准分类:
按封装材料划分为:
按封装材料划分为:
金属封装、陶瓷封装、塑料封装金属封装、陶瓷封装、塑料封装按照和按照和PCB板连接方式分为:
板连接方式分为:
PTH封装和封装和SMT封装封装按照封装外型可分为:
按照封装外型可分为:
SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等;等;CompanyLogoLogoICPackage(IC的封装形式)的封装形式)按封装材料划分为:
按封装材料划分为:
金属封装陶瓷封装塑料封装金属封装主要用于军工或航天技术,无金属封装主要用于军工或航天技术,无商业化产品;商业化产品;陶瓷封装优于金属封装,也用于军事产陶瓷封装优于金属封装,也用于军事产品,占少量商业化市场;品,占少量商业化市场;塑料封装用于消费电子,因为其成本低,塑料封装用于消费电子,因为其成本低,工艺简单,可靠性高而占有绝大部分的工艺简单,可靠性高而占有绝大部分的市场份额;市场份额;CompanyLogoLogoICPackage(IC的封装形式)的封装形式)按与按与PCB板的连接方式划分为:
板的连接方式划分为:
PTHSMTPTH-PinThroughHole,通孔式;通孔式;SMT-SurfaceMountTechnology,表面贴装式。
,表面贴装式。
目前市面上大部分目前市面上大部分IC均采为均采为SMT式式的的SMTCompanyLogoLogoICPackage(IC的封装形式)的封装形式)按封装外型可分为:
按封装外型可分为:
SOT、QFN、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等;等;决定封装形式的两个关键因素决定封装形式的两个关键因素:
封装效率。
芯片面积封装效率。
芯片面积/封装面积,尽量接近封装面积,尽量接近1:
1;引脚数。
引脚数越多,越高级,但是工艺难度也相应增加;引脚数。
引脚数越多,越高级,但是工艺难度也相应增加;其中,其中,CSP由于采用了由于采用了FlipChip技术和裸片封装,达到了技术和裸片封装,达到了芯片面积芯片面积/封装面积封装面积=1:
1,为目前最高级的技术;,为目前最高级的技术;封装形式和工艺逐步高级和复杂封装形式和工艺逐步高级和复杂CompanyLogoLogoICPackage(IC的封装形式)的封装形式)QFNQuadFlatNo-leadPackage四方无引脚扁平封装四方无引脚扁平封装SOICSmallOutlineIC小外形小外形IC封装封装TSSOPThinSmallShrinkOutlinePackage薄小外形封装薄小外形封装QFPQuadFlatPackage四方引脚扁平式封装四方引脚扁平式封装BGABallGridArrayPackage球栅阵列式封装球栅阵列式封装CSPChipScalePackage芯片尺寸级封装芯片尺寸级封装CompanyLogoLogoICPackageStructure(IC结构图)结构图)TOPVIEWSIDEVIEWLeadFrame引线框架引线框架GoldWire金金线线DiePad芯片焊盘芯片焊盘Epoxy银浆银浆MoldCompound环氧树脂环氧树脂CompanyLogoLogoRawMaterialinAssembly(封装原材料封装原材料)【Wafer】晶圆晶圆CompanyLogoLogoRawMaterialinAssembly(封装原材料封装原材料)【LeadFrame】引线框架引线框架提供电路连接和提供电路连接和Die的固定作用;的固定作用;主要材料为铜,会在上面进行镀银、主要材料为铜,会在上面进行镀银、NiPdAu等材料;等材料;L/F的制程有的制程有Etch和和Stamp两种;两种;易氧化,存放于氮气柜中,湿度小易氧化,存放于氮气柜中,湿度小于于40%RH;除了除了BGA和和CSP外,其他外,其他Package都会采用都会采用LeadFrame,BGA采用的是采用的是Substrate;CompanyLogoLogoRawMaterialinAssembly(封装原材料封装原材料)【GoldWire】焊接金线焊接金线实现芯片和外部引线框架的电性和物实现芯片和外部引线框架的电性和物理连接;理连接;金线采用的是金线采用的是99.99%的高纯度金;的高纯度金;同时,出于成本考虑,目前有采用铜同时,出于成本考虑,目前有采用铜线和铝线工艺的。
优点是成本降低,线和铝线工艺的。
优点是成本降低,同时工艺难度加大,良率降低;同时工艺难度加大,良率降低;线径决定可传导的电流;线径决定可传导的电流;0.8mil,1.0mil,1.3mils,1.5mils和和2.0mils;CompanyLogoLogoRawMaterialinAssembly(封装原材料封装原材料)【MoldCompound】塑封料塑封料/环氧树脂环氧树脂主要成分为:
环氧树脂及各种添加剂(固化剂,改性剂,脱主要成分为:
环氧树脂及各种添加剂(固化剂,改性剂,脱模剂,染色剂,阻燃剂等);模剂,染色剂,阻燃剂等);主要功能为:
在熔融状态下将主要功能为:
在熔融状态下将Die和和LeadFrame包裹起来,包裹起来,提供物理和电气保护,防止外界干扰;提供物理和电气保护,防止外界干扰;存放条件:
零下存放条件:
零下5保存,常温下需回温保存,常温下需回温24小时;小时;CompanyLogoLogoRawMaterialinAssembly(封装原材料封装原材料)成分为环氧树脂填充金属粉末(成分为环氧树脂填充金属粉末(Ag););有三个作用:
将有三个作用:
将Die固定在固定在DiePad上;上;散热作用,导电作用;散热作用,导电作用;-50以下存放,使用之前回温以下存放,使用之前回温24小时小时;【Epoxy】银浆银浆CompanyLogoLogoTypicalAssemblyProcessFlowFOL/前段前段EOL/中段中段Plating/电镀电镀EOL/后段后段FinalTest/测试测试CompanyLogoLogoFOLFrontofLine前段工艺前段工艺BackGrinding磨片磨片WaferWaferMount晶圆安装晶圆安装WaferSaw晶圆切割晶圆切割WaferWash晶圆清洗晶圆清洗DieAttach芯片粘接芯片粘接EpoxyCure银浆固化银浆固化WireBond引线焊接引线焊接2ndOptical第二道光检第二道光检3rdOptical第三道光检第三道光检EOLCompanyLogoLogoFOLBackGrinding背面减薄背面减薄Taping粘胶带粘胶带BackGrinding磨片磨片De-Taping去胶带去胶带将从晶圆厂出来的将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨,来减薄晶圆达到进行背面研磨,来减薄晶圆达到封装需要的厚度(封装需要的厚度(8mils10mils););磨片时,需要在正面(磨片时,需要在正面(ActiveArea)贴胶带保护电路区域)贴胶带保护电路区域同时研磨背面。
研磨之后,去除胶带,测量厚度;同时研磨背面。
研磨之后,去除胶带,测量厚度;CompanyLogoLogoFOLWaferSaw晶圆切割晶圆切割WaferMount晶圆安装晶圆安装WaferSaw晶圆切割晶圆切割WaferWash清洗清洗将晶圆粘贴在蓝膜(将晶圆粘贴在蓝膜(Mylar)上,使得即使被切割开后,不会散落;)上,使得即使被切割开后,不会散落;通过通过SawBlade将整片将整片Wafer切割成一个个独立的切割成一个个独立的Dice,方便后面的,方便后面的DieAttach等工序;等工序;WaferWash主要清洗主要清洗Saw时候产生的各种粉尘,清洁时候产生的各种粉尘,清洁Wafer;CompanyLogoLogoFOLWaferSaw晶圆切割晶圆切割WaferSawMachineSawBlade(切割刀片切割刀片):
LifeTime:
9001500M;SpindlierSpeed:
3050Krpm:
FeedSpeed:
3050/s;CompanyLogoLogoFOL2ndOpticalInspection二光检查二光检查主要是针对主要是针对WaferSaw之后在显微镜下进行之后在显微镜下进行Wafer的外观检查,是否有的外观检查,是否有出现废品出现废品。
ChippingDie崩崩边边CompanyLogoLogoFOLDieAttach芯片粘接芯片粘接WriteEpoxy点银浆点银浆DieAttach芯片粘接芯片粘接EpoxyCure银浆固化银浆固化EpoxyStorage:
零下零下50度存放;度存放;EpoxyAging:
使用之前回温,除使用之前回温,除去气泡;去气泡;EpoxyWriting:
点银浆于点银浆于L/F的的Pad上,上,Pattern可选可选;CompanyLogoLogoFOLDieAttach芯片粘接芯片粘接芯片拾取过程:
芯片拾取过程:
1、EjectorPin从从wafer下方的下方的Mylar顶起芯片,使之便于顶起芯片,使之便于脱离蓝膜;脱离蓝膜;2、Collect/Pickuphead从上方吸起芯片,完成从从上方吸起芯片,完成从Wafer到到L/F的运输过程;的运输过程;3、Collect以一定的力将芯片以一定的力将芯片Bond在点有银浆的在点有银浆的L/F的的Pad上,具体位置可控;上,具体位置可控;4、BondHeadResolution:
X-0.2um;Y-0.5um;Z-1.25um;5、BondHeadSpeed:
1.3m/s;CompanyLogoLogoFOLDieAttach芯片粘接芯片粘接EpoxyWrite:
Coverage75%;DieAttach:
Placement99.95%的高纯的高纯度的锡(度的锡(Tin),为目前普遍采用的技术,符合),为目前普遍采用的技术,符合Rohs的要求;的要求;Tin-Lead:
铅锡合金。
:
铅锡合金。
Tin占占85%,Lead占占15%,由于不符合,由于不符合Rohs,目前基本被淘汰;,目前基本被淘汰;CompanyLogoLogoEOLPostAnnealingBake(电镀退火)(电镀退火)目的:
目的:
让无铅电镀后的产品在高温下烘烤一段时间,目的在于让无铅电镀后的产品在高温下烘烤一段时间,目的在于消除电镀层潜在的晶须生长(消除电镀层潜在的晶须生长(WhiskerGrowth)的问题)的问题;条件:
条件:
150+/-5C;2Hrs;晶须晶须晶须,又叫晶须,又叫Whisker,是指锡,是指锡在长时间的潮湿环在长时间的潮湿环境和温度变化环境境和温度变化环境下生长出的一种须下生长出的一种须状晶体,可能导致状晶体,可能导致产品引脚的短路产品引脚的短路。
CompanyLogoLogoEOLTrim&Form(切筋成型)(切筋成型)Trim:
将一
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