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1、Package process introductionPresenter:GanJunLuo2019/08/15Purpose and OutlinePurpose:SharepackageprocessintroductionOut line:ThepurposeofchippackagingProcessflowPage 2ThepurposeofchippackagingThe purpose of chip packaging:TheICdiesonthewaferareseparatedfordieattach,connectexternalpinsbywirebonding,th
2、endomoldingtoprotectelectronicpackagingdevicesfromenvironmentalpollution(moisture,temperature,pollutants,etc.);protectthechipfrommechanicalimpact;providestructuralsupport;provideelectricalinsulationsupport.ItiseasilyconnectedtothePCBboard.Page 3ProcessflowWafer SawWafer SawDie AttachDie Attach Wafer
3、 MountWafer MountWafer GrindingWafer GrindingEpoxy CureEpoxy Cure Pre- Molding plasmaPre- Molding plasmaP Post ost MMold old C CureurePlatingPlatingTrim/FormTrim/FormTestTestDe-junkDe-junkLaser MarkingLaser MarkingBeforeAfterLaserMarkingLaserMarkingPre-WB plasmaPre-WB plasmaWire BondWire BondFOL(Fro
4、nt of Line)EOL(End of Line)MoldingMoldingDe-flashDe-flashPackingPackingPage 4WaferGrindingPurpose:MakethewafertosuitablethicknessforthepackageMachineDisco(DFG8540)MaterialUV TapeControlDI Wafer ResistivityVacuum PressureCheckWafer RoughnessWafer WarpageWafer ThicknessVisual InspectionPage 5WaferMoun
5、tPurpose:CombinethewaferwithDicingtapeontotheframefordiesawingPage 6WaferSawPurpose:MakethewafertounitcanpickupbydiebonderMachineDisco(DFD4360/DAD3350)MaterialSaw BladeControlDI Water Resistivity(+CO2)Sawing/Cleaning ParameterCheckKerf Chipping WidthVisual InspectionPage 7WaferSawWafer Saw Technolog
6、yTechnologyAdvantages or CharacteristicsRange of applicationBD(BladeDicing)使用微细金刚石颗粒构成的磨轮刀片，以每分钟3万转到4万转的高转速切割晶圆，同时,承载着晶圆的工作台以一定的速度沿刀片与晶圆接触点的切线方向呈直线运动,切割晶圆产生的硅屑被去离子水(Dlwater)冲走。切割速度慢，生产效率低，随着晶片的厚度越薄，切割的难度也就越大，背面崩裂现象就会有加重的趋势。一般硅晶片Laserfullcutting将激光能量于极短的时间内集中在微小区域，使固体升华、蒸发的全切割加工切割速度快，生产效率高，对于薄片可以有效减少
7、背面崩裂现象，切割槽宽度小，与刀片相比切割槽损失少，所以可以减小芯片间的间隔Thinwafer；背面附金属膜的硅晶片如：GaP(磷化镓)晶片等LaserGroove+BD先在切割道内切开用激光2条细槽(开槽)，然后再使用磨轮刀片在2条细槽的中间区域实施全切割采用了非发热加工方式即短脉冲激光切割技术，来去除切割道上的Low-k膜及铜等金属布线，所以能够在开槽加工过程中最大限度地排除因发热所产生的影响，能够提高生产效率，减少崩裂、分层(薄膜剥离)等不良因素造成的加工质量问题。Low-kwaferSD(StealthDicing)隐形切割是将激光聚光于工件内部，在工件内部形成改质层，通过扩展胶膜等方
8、法将工件分割成芯片的切割方法由于工件内部改质，因此可以抑制加工屑的产生。适用于抗污垢性能差的工件；适用于抗负荷能力差的工件（MEMS等），且采用干式加工工艺，无需清洗；可以减小切割道宽度，因此有助于减小芯片间隔Ultra-thinwafer(FlashMemory,MemoryController)Process difference between BD and SD: SDBG:Refertohttp:/www.disco.co.jp/cn_sPage 8WaferSawQualityControl切偏正崩划片宽度量测Page 9DieAttachPurpose:Pickupthediea
9、ndattachitontheleadframebyepoxyPickuptool:247X479milMachineESEC/ASMMaterialEpoxy/LeadframeControlBonding ParameterCollect/Needle HeightCheckEpoxy Thickness/Die TiltBonding Position/Die ShearVisual InspectionCollectNeedlePage 10DieAttachDie attach methodEutectic,Epoxy,softsolder,DAF装片工艺装片工艺粘结方式粘结方式技术
10、要点技术要点技术优缺点技术优缺点共晶（共晶（EutecticEutectic）金属共晶化合物；扩散芯片背面镀金，镀银基岛，轨道气保护加热导热电性能好，但CTE失配严重，在焊接中易产生热应力，芯片易开裂，一般只用于小芯片装片导电胶（导电胶（EpoxyEpoxy）环氧树脂（填充银）化学结合芯片不需要预处理，粘结后固化出来或热压结合工艺通用性强，适用于导电热性要求不高的器件，因为其导热电性能比共晶、铅锡银装片差，吸潮易形成空洞，开裂。软焊料（软焊料（Soft Solder) Soft Solder) 铅锡银焊料合金反应芯片背面镀银或金或镍，镀银基岛更优，轨道气保护加热导热电性能好，但工艺复杂，焊料易
11、氧化，一般用于大电流大功率器件玻璃胶（玻璃胶（DAFDAF）绝缘玻璃胶物理结合上胶加热至玻璃熔融温度成本低，适用于超薄芯片叠封，焊线前需要洗plasma去除有机成分Page 11DieAttach粘着剂的工艺流程Page 12DieAttachQualityControlDieShearEpoxyThickness&FilletHeight空洞不良：焊料装片单个空洞面积大于3%芯片面积，累计空洞面积大于8%芯片面积Solder paste 装片单个空洞面积大于5%芯片面积，累计空洞面积大于10%芯片面积出水不良：芯片周围任意一边无胶溢出芯片位置不良：芯片水平方向旋转角度5造成无法正常球焊（特殊
12、工艺须按规定）芯片位置不良： -软焊料或Solder paste装片，芯片倾斜两端高低差距 38um -（不）导电胶装片，芯片倾斜两端高低差距25um Page 13EpoxycurePurpose:SolidifytheepoxyafterD/AOvenInsideMachineC sunMaterialN/AControlCure ParameterNitrogen gas flowCheckDie ShearPage 14WireBondingPurpose:Useultrasonic,force,temp,timetoconnectthebondpadwithleadframebygo
13、ld/copper/Silver/Aluminiumwire.Ball BondingWedge BondingMachineKNS/ASMMaterialWire/CapilaryControlBonding ParameterHeat Block TempCheckWBP/WBSBall Size/CraterVisual InspectionPage 15WireBondingThe difference between Ball Bonding and Wedge Bonding 球球焊Ball Bonding和和键合合Wedge Bonding的区的区别1、在一定温度下，在超声发生器
14、作用下，通过焊能头使电能转变为机械振动，带动金球、铜球与铝层产生塑型形变，形成良好的牢度。(在形成球时需要用氢氮混合气体避免铜线氧化）2、键合又叫锲形焊，是因为它的压点象锲形(三棱镜)。在常温下，铝丝通过换能头及劈刀的机械振动，与铝层粘合在一起。它的优点是不会产生化合物。Page 16WireBondingQualityControlBall ShearWire Pull弧度不良：弧度不良：焊丝与芯片，引线框及其他焊丝的最短距离2倍焊丝直径球形不良：球形不良：球径大小不良，2倍焊丝直径或4倍 焊丝直径；特殊情况（压区尺寸小于常规 情况）下，球径焊区单边边长的70%或焊区单边边长为不良；球厚度不
15、良球厚度不良:压扁变形,球厚度70%焊线直径为不良二焊点不良：第二焊点根部有撕裂或隐裂现象Cratering TestIMC CheckPage 17MoldingPurpose:SealtheproductwithEMCtopreventdie,goldwirefrombeingdamaged,contaminatedandoxygenic.MachineTOWA/ASMMaterialCompoundControlMold Temp; Clamp pressureTransfer pressure/time; Cure timeCheckBody Thickness/Wire Curvat
16、ureVoid/DelaminationVisual InspectionEMC为黑色块状，低温存储，使用前需先回温。其特性在高温下先处于熔融状态，然后会逐渐硬化，最终成型Page 18MoldingQualityControl弧度不良：焊线冲歪率大于20%碰线不良：线与线的距离小于2倍线径、断线、接触芯片或外引脚孔洞缺角内部气泡上下错位溢胶C-SAM 检查Page 19PostMoldCurePurpose:ToletEMCreactcompletelysothatproductscanbeprotectedmoreeffectively.OvenMachineC-SunMaterialNA
17、ControlCure temp.Cure timeCheckProfile后固化目的：提高材料的交联密度；缓释制造应力。后固化温度：通常在175度左右（接近Tg温度，分子链相对松弛；催化剂的活性较高。）后固化时间：4-8H，通常恒温6H（后固化烘箱温度均匀性；后固化烘箱的升温速度。）Page 20LaserMarkingPurpose:Provideapermanentidentificationonproductbody.MachineLasermachineMaterialNAControlLaserpowerCheckLaserdepthVisualinspectionPage 21D
18、e-junkPurpose:Removethedam-barofleadframeBeforeAfterLaser MarkingLaser MarkngDam-barDam-barPage 22De-flashPurpose:RemovetheresidueofEMCaroundthepackagebodyandlead毛刺飞边是指封装过程中塑封料树脂溢出，贴带毛边，引线毛刺等飞边毛刺现象Laser MarkingLaser Marking高压水去飞边电解高压水去飞边浸酸软化废胶残留图片控制项目：软化时间，软化液温度；电解电流，电解液浓度；高压水压力，传送速度手工检验，超标溢料手工去除Pag
19、e 23PlatingPurpose:ToplatingSnontheleadwhichwillmountonboardpad.利用金属和化学的方法，在框架表面镀上一层镀层，以防止外界环境的影响(潮湿和热），并使元器件在PCB板上容易焊接及提高导电性。Laser MarkingLaser MarkingloadunloadPlatinglineAfterBeforeloadunloadPlatinglineMachineSYM-SSP-2000MaterialTinControlComponent,Temp,ofplatingbath;Plantingcurrent;Plantingtime;
20、DIwaterresisterCheckVisualinspection;Platingthickness;SolderabilityPage 24PlatingBaking after plating(Baking after plating(电镀退火）电镀退火）: :目的：让无铅电镀后的产品在高温下烘烤一段时间，以便消除电镀层潜在的锡须生长（Whisker Growth）的问题。条件：150+/-5C;2HrsLaser MarkingLaser MarkingloadunloadunloadPlatingline电镀两种类型：电镀两种类型：PbFree：无铅电镀，锡（Tin）的纯度99.
21、95%,符合Rohs的要求；Tin-Lead：铅锡合金。 Tin占85%，Lead占15%，由于不符合Rohs，目前基本被淘汰。晶须（Whisker），是指锡在长时间的潮湿环境和温度变化的环境下生长出的一种须状晶体，可能导致产品引脚的短路。Page 25PlantingQualityControl外观检查Solderability testSolderability test镀层厚度量测Preconditioning: Steam aging 93+3/-5, 8 hrsSolder dip: SnAgCu 2455, 50.5ssolder coverage95%Page 26TrimFor
22、mPurpose:Removethetie-barandlead-frameandformproductstounitsfromstrips,fillthemintotubesandthenpasstonextprocess.Laser MarkingLaser MarkingloadunloadPlatinglineloadunloadPlatinglineSawworkareaunloadWorkingareaunloadLasermarkingTrimmingFormingPage 27TrimFormQualityControl毛刺脚偏漏底材长短脚脚弯异物附着外观检查外形尺寸量测连筋压伤共面性不良：同一产品不同管脚站立高度大于0.1mmPage 28PackingPurpose:Protecttheproductinthecirculationprocess,convenientstorageandtransportationLaser MarkingLaser MarkingloadunloadPlatinglineloadunloadPlatinglineSawworkareaunloadWorkingareaunloadBulkAMMOTubeTape and ReelTrayPage 29Thank You!Page 30
