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1、半导体封装制程与设备材料知识介绍,半导体封装制程概述,半导体前段晶圆wafer制程 半导体后段封装测试 封装前段（B/G-MOLD）封装后段（MARK-PLANT）测试 封装就是將前製程加工完成後所提供晶圓中之每一顆IC晶粒獨立分離，並外接信號線至導線架上分离而予以包覆包装测试直至IC成品。,半 导 体 制 程,封装型式概述,IC封装型式可以分为两大类，一为引脚插入型，另一为表面黏着型,封 裝 型 式 (PACKAGE),封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,SanDisk Assembly Main Process,Die Cure (Optiona
2、l),Die Bond,Die Saw,Plasma,Card Asy,Memory Test,Cleaner,Card Test,Packing for Outgoing,Detaping (Optional),Grinding (Optional),Taping (Optional),Wafer Mount,UV Cure (Optional),Laser mark,Post Mold Cure,Molding,Laser Cut,Package Saw,Wire Bond,SMT (Optional),半导体设备供应商介绍-前道部分,半导体设备供应商介绍-前道部分,半导体设备供应商介绍,
3、半导体设备供应商介绍,半导体设备供应商介绍,常用术语介绍,SOP-Standard Operation Procedure FMEA- Failure Mode Effect Analysis SPC- Statistical Process Control DOE- Design Of Experiment IQC/OQC-Incoming/Outing Quality Control MTBA/MTBF-between assit/Failure UPH-Units Per Hour CPK-品质参数,晶圆研磨 (GRINDING),1.GRINDING 工艺,l 研磨 1 . 研磨分為粗
4、磨與細磨,晶圓粗糙度需小於0.08um. 2 . 細磨厚度在1020um之間,而二次研磨參數中,細磨厚度為15um(二次研磨變更作業膠膜為230um). 3. 研磨標準厚度: a. HSBGA :1113MIL 標準研磨厚度為 12MIL b. PBGA : 1116MIL 標準研磨厚度為12MIL. c. LBGA : 9.510.5MIL 標準研磨厚度為 10MIL. 5.研磨時機器會先量側晶片厚度以此為初始值 , 粗磨厚度及最終厚度(即細磨要求的厚度).,Spindle1 粗磨,spindle2 細磨,清洗區,離心除水,離心除水,背面朝上,Wafer,研磨時晶圓與SPINDLE轉向,2.
5、Grinding 相关材料 A TAPE麦拉 B Ginding 砂轮 C WAFER CASSETTLE,工艺对TAPE麦拉的要求：,1。MOUNT No delamination STRONG 2。SAW ADHESION No die flying off No die crack,工艺对麦拉的要求：,3。EXPANDING TAPE Die distanceELONGATION Uniformity 4。PICKING UP WEAK ADHESION No contamination,TAPE種類: a. AD WILL D-575 UV膠膜 (黏晶片膠膜 白色)厚度 150UM b
6、. AD WILL -295黏晶片膠膜黑色厚度120UM c. AD WILL S-200 熱封式膠帶(去膠膜膠帶)白色 厚度 d. FURUKAWA UC-353EP-110AP(PRE-CUT) UV膠膜 白色 厚度110um e. FURUKAWA UC-353EP-110A UV膠膜白色厚110um f. FURUKAWA UC-353EP-110BP UV TAPE 白色厚110um. g. AD WILL G16 P370 黑色厚80UM. h. NITTO 224SP 75UM,3.Grinding 辅助设备 A Wafer Thickness Measurement 厚度测量仪
7、 一般有接触式和非接触式光学测量仪两种； B Wafer roughness Measurement 粗糙度测量仪 主要为光学反射式粗糙度测量方式；,4.Grinding 配套设备 A Taping 贴膜机 B Detaping 揭膜机 C Wafer Mounter 贴膜机,Taping 需確認wafer是否有破片或污染或者有氣泡等等現象.特别是VOID；上膠膜後容易發生的defect为龟裂或破片；,切割,正面上膠,上膠,電腦偵測方向,取出,背面朝下,Detaping,lWafer mount,Wafer frame,晶 圓 切 割 (Dicing),1.Dicing 设备介绍 A DISC
8、O 641/651 系列 B ACCERTECH 东京精密200T/300T,Main Sections Introduction,Cutting Area: Spindles (Blade, Flange, Carbon Brush), Cutting Table, Axes (X, Y1, Y2, Z1, Z2, Theta), OPC Loader Units: Spinner, Elevator, Cassette, Rotation Arm,Blade Close-View,Blade,Cutting WaterNozzle,Cooling Water Nozzle,Twin-Spi
9、ndle Structure,Rear,Front,X-axis speed: up to 600 mm/s Cutting speed: up to 80 mm/s,A Few Concepts,BBD (Blade Broken Detector) Cutter-set: Contact and Optical Precision Inspection Up-Cut and Down-Cut Cut-in and Cut-remain,晶 圓 切 割 (Dicing),2.Dicing 相关工艺 A Die Chipping 芯片崩角 B Die Corrosive 芯片腐蚀 C Die
10、Flying 芯片飞片,Wmax , Wmin , Lmax , DDY ,DY,規格DY 0.008mmWmax 0.070mmWmin 0.8*刀厚Lmax 0.035,切割時之轉速予切速: a. 轉速 : 指的是切割刀自身的轉速 b. 切速: 指的是Wafer移動速度.,主軸轉速: S1230: 3000045000 RPM S1440: 3000045000 RPM 27HEED: 3500045000 RPM 27HCCD: 3500045000 RPM 27HDDC: 3500045000 RPM,切割至膠膜時所能切割之深度 UV TAPE : 0.100+/-0.005 mm (
11、For Lintec ) BLUE TAPE: 0.050+/-0.005 mm (For Nitto spv224) G-16 Tape: 0.050+/-0.005 mm (For Lintec G-16) UV Tape: 0.08+/-0.005mm(For FURUKAWA UC-353EP-110AP),晶 圓 切 割 (Dicing),3.Dicing 相关材料 A Tape B Saw BLADE 切割刀 C DI 去离子水、RO 纯水,切割刀的規格 因所切產品的特性不同 ( Wafer材質、厚度、切割道寬度)，所需要的切割刀 規格也就有所不同，其中規格就包括了刀刃長度、刀刃寬
12、度、鑽石顆粒大小 、濃度及Nickel bond hardness 軟硬度的選擇，只要任何一種規格的不同，所切 出來的品質也就不一樣。,P4,Saw blade 对製程的影響 Proper Cut Depth Into Tape (切入膠膜的理想深度 ),分析 : 理想的切割深度可防止 1. 背崩之發生。 2. 切割街区的DDY 理想的切割深度 須切入膠膜 (Tape) 1/3 厚度。,P11,切割刀的影響 Diamond Grit Size (鑽石顆粒大小),分析 : 小顆粒之鑽石 1. 切割品質較好。 2. 切割速度不宜太快。 3. 刀子磨耗較大。 大顆粒之鑽石 1. 刀子磨耗量小。 2.
13、 切割速度可較快。 3. 負載電流較小。,P15,TAPE 粘度对SAW製程的影響 Mounting Tape (膠膜黏力 ),分析 : 使用較黏膠膜可獲得 1. 沒有飛 Die。 2. 較好的切割品質。 潛在風險 Die Attach process pick up die 影響。,P10,晶 圓 切 割 (Dicing),4.Dicing 辅助设备 A CO2 Bubbler 二氧化碳发泡机 B DI Water 电阻率监测仪 C Diamaflow 发生器 D UV 照射机,上片 (Die Bond),1.Die Bond 设备介绍 A ESEC2007/2008 系列 B ALPHAS
14、EM 8002/9002系列 C ASM 829/889/898 系列,上片 (Die Bond),2.Die Bond 相关工艺,上片 (Die Bond),3.Die Bond 相关材料 A Leadframe B Substrate C Epoxy 银浆 D Wafer after Saw E Magazine 弹夹,Substrate,Basic Structure:,Core,Au,Ni,Cu,Solder Mask,Bond Finger,Via Hole,Ball Pad,Basic Information,Core：玻璃纤维+树脂，0.1-0.4mm 镀铜层：25um+/-5u
15、m 镀镍层：5.0-12.5um 镀金层：0.50-1.10um Solder Mask：25um+/-5um 总厚度：0.21-0.56mm Substrate Drawing厚度：0.22+/-0.06mm MCEL建议Vendor提供的Substrate厚度： 0.24+/-0.04mm,發料烘烤,線路形成(內層),AOI自動光學檢測,壓合,4 layer,2 layer,蝕薄銅,綠漆,線路形成,塞孔,鍍銅,Deburr,鑽孔,鍍Ni/Au,包裝,終檢,O/S電測,成型,AOI自動光學檢測,出貨,BGA基板製造流程,(option),上片 (Die Bond),4.Die Bond 辅助设备 A 银浆搅拌机 利用公转自转离心力原理脱泡及混合；主要参数有： MIXING/DEFORMING REVOLUTION SPEED 外加计时器；公转用于去泡；自转用于混合；,B Curing Oven 无氧化烤箱 主要控制要素： N2 流量；排气量； profile 温度曲线； 每箱摆放Magazine 数量；,C Wafer mapping 应用,焊线(Wire Bond),1.Wire Bond 相关工艺 Pad Open Ball Size = y; Area = (y/2) x/(y/2) = z g/mil,Plasma Cleaning的原理：,Plas
