基本工艺流程

 

在之前关于晶圆生产的介绍中,可以知道:晶圆的生产工序中,晶圆要多次重复地进行4个基本的操作(薄膜工艺,图形化工艺,掺杂工艺和热处理工艺),然后才能得到品质良好的晶圆。同样的,在封装工序中也有一些基本操作(参见下图)。然而,封装是一条龙生产线,类似于我们普通工厂中的流水化工序,在上一个工序完成之后,就直接从流水线上传递到下一个工序间完成后续的操作,整个过程没有反复的工序。每一道主要的工序仅需要通过一次。在生产的过程中,每个具体工序的流程顺序由封装的类型及其他的因素来决定。在具体的工艺流程中,某些工序不一定被执行,取决于客户定制的芯片及封装的要求。不同的工序组合对应不同的性能指标,对一些高成本的芯片而言,相比于成本廉价的芯片,往往需要更多的工序,这是芯片成本决定的。有三种连接芯片和封装体的主要方法:引线压焊、凸点(球)技术和载带自动压焊(TAB)。首先介绍的是基于引线压焊的工艺流程,接下来是凸点技术和TAB要求的变种。各种操作的细节和它们的优选工艺将在本章余下的部分更详细的解释。

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背面准备:在晶圆生产工艺的结尾,有些晶圆需要被减薄(晶圆减薄)才能装进特定的封装体中,以及去除背面损伤或结。对于有将芯片用金一硅共晶封装中的芯片背面要求镀一层金(背面金属化,简称背金)。

 

划片:利用划片锯或划线一剥离(scribe-and-break)技术将芯片分离成单个芯片。

 

取片和放置,良品芯片在拣选机上被认出后,就从划碎的芯片中挑出来放于承载托盘中(参见图下图)。

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检查:托盘中的芯片都要经过光学仪器的目检来确定边缘是否完整,有无污染物及表面缺陷。

 

粘片:用用金一硅共晶粘贴层或用环氧粘贴材料,将各个芯片粘贴在封装体的粘片区(参见下图)

 

压焊:芯片上的压点与封装体引脚的内部端点之间用很细的金属线连接起来。其他的压焊方式还有用在芯片的压点上金属凸点或用TAB封装技术。

 

封装前检查:目检在封装体内压焊完的芯片。检查的标准是在封装体内芯片的对准、合适的压点位置、沾污情况、粘片质量和压焊质量。

 

电镀,切筋和打标:为增强封装体的外部引脚在印制电路板上的可焊性,还需要在这些外部引脚的表面镀一层额外的导电性金属层。在接近封装工序的结尾,这些带有外部引脚的封装体还要通过一道切筋工序将引脚与引脚之间的连筋切除。打标工序会将重要的信息码印在封装体的外壳上(参见下图)。

 

最终测试:为确保质量,会对每一个已封装的芯片进行一系列的最终测试,包括电性测试及环境适应的可靠性测试。有些芯片会通过老化(bum-in)试验来探测早期失效。

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