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半導體簡介
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張旭
August 28, 2012
Technology
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半導體簡介
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http://docs.thinkfree.com/tools/doc_location.php?ext=pdf&dsn=847663
張旭
August 28, 2012
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Transcript
半導體封裝簡介 報 告 人:黃 意 駒 資料來源:美國網站
我國半導體產業結構 我國半導體產業結構 我國半導體產業結構 資料來源:工研院經資中心 資料來源:工研院經資中心ITIS ITIS計畫 計畫(Mar. 2001) (Mar. 2001)
晶粒測試及切割 長 晶 晶圓切割 設計 導線架 測試 封裝 製造 光罩 晶圓 光罩設計 邏輯設計 封 裝 化學品 CAD CAE 材料 設備儀器 資金人力資源 服務支援 貨運 海關 科學園區 • • • • 140 • 4 • 16 •48 •37 • 8 • 13 • 20 成品測試
專 有 名 詞 參 考 DIP (Dual In-Line
Package) PDIP (Plastic Dual In-Line Package) SIP (Single In-Line Package) SOP (Small Outline Package) QFP (Quad Flat Package) BGA (Ball Grid Array) TAB (Tape Automated Bonding)
IC 封裝主要有四大功能 1.電源分佈: IC 要動作,需有外來的電源來驅動,外來的電源經過封裝 層內 的重新分佈,可穩定地驅動IC,使IC 運作。
2.信號分佈: IC 所產生的訊號,或由外界輸入IC 的訊號,均需透過封裝 層線路的傳送,以送達正確的位置。 3.散熱功能: IC 的發熱量相當驚人,一般的CPU 為2.3W,高速度、高功 能的IC 則可高達20.30W,藉由封裝的熱傳設計,可將IC 的 發熱排出,使IC 在可工作溫度下(通常小於85℃)正常運 作。 4.保護功能: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)
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Wafer Tape and De-Tape 資料來源:Adwill網站
TAPING A 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。並 藉由可3軸動作的機械手臂將晶圓搬送定位部。 B 晶圓定位 將晶圓以平邊或V型缺角為基準定位後,用輸送手臂 設定在貼合作業台上。 C
表面保護膠帶貼合 藉由加壓滾輪與膠帶貼合作業台前後移動的動作來 將表面保護膠帶貼合至晶圓。因為是採用TTC方式 所以能夠不加壓晶圓而貼合表面保護膠帶。 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下,旋轉作業台來切割膠帶。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,以剝除手臂從作業台剝除後 集中至集塵盒。 F 晶圓儲存 貼合完表面保護膠帶的晶圓以機械手臂儲存至晶舟 盒。 資料來源:Adwill網站
WAFER BACK GRINDING 該製程的主要目的是將晶 圓研磨至適當的厚度,以 配合產品結構之需求,由 於封裝體逐漸演變至薄型 化(Thin Package),如 1.0mm
膠體厚度之 TSOP、TSSOP及TQFP 等,因此晶圓必須加以研 磨。
Backside Grinding
EQUIPMENT TOP VIEW 資料來源:DISCO
Difference Between IF and RS IF:In Feed Grinder RS:Rotary Surface
Grinder Lapping principle(1) In - feed system:研磨時不易破片,TTV平整度很好。 Creep feed system:研磨輪易磨損,TTV平整度不好。 資料來源:DISCO
Lapping principle(2) 資料來源:DISCO
LAPPING & POLISH
DETAPING A 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。並藉由可以3 軸動作的機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型缺角為基準定 位後, 以搬送手臂將晶圓送往剝除 作業台放置。 D 剝除表面保護膠帶 將剝除膠帶以加熱盤用熱壓方式貼 合在晶圓外緣3mm以內, 再用180? 角將表面保護膠帶從晶圓上剝除。 E 晶圓儲存 將剝除的表面保護膠帶與剝除膠帶 集中在集塵盒裡, 並用機械手臂將 晶圓儲存到晶圓架盒。 資料來源:Adwill網站
WAFER SAW 其目的為將晶圓之上的晶粒(Dies)切割 分離。其前置作業為晶片黏貼(Wafer Mount),將晶圓背面貼上膠帶(Blue Tape)並置於不銹鋼製之框架上,並避免 晶片和膠帶間有氣泡產生,之後再將其送 到晶圓切割機進行切割。切割後的晶粒會 排列黏貼於膠帶上,框架的支撐可避免膠 帶產生皺摺而導致晶粒相互碰撞。
MOUNTER A 晶圓的裝載, 掃描與取出 自動掃描晶舟盒內的晶圓後, 由機械手臂取出, 搬送到定位部。 A' 晶舟盒裝載(選項) 以旋轉手臂將晶圓從晶舟盒內取出傳送到機械
手臂。間隔紙則由旋轉手臂集中至集塵盒。 B 晶圓定位 將晶圓以平邊或V型缺角定位後, 藉由機械手臂 反轉將晶圓設定在貼合作業台上。 C 鐵框架供給 將重疊放置的鐵框架一片一片取出設定在貼合 作業台上。 D 膠帶貼合 前後移動貼合作業台, 以加壓滾輪將預切膠帶貼 合在晶圓與鐵框架上。此時可以TTC方式得到 膠帶貼合最適宜的張力。 E 晶圓收納 反轉貼合完畢的晶圓儲存至晶片架盒。 F 晶圓管理系統(選項) 讀取晶圓上的ID號碼將其資料轉化為條碼後貼 上標籤。可藉由本系統達到組裝工程的工廠自 動化。 資料來源:Adwill網站
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Blade Type ZH disco Z 資料來源:DISCO
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Die Bond Station 此製程的目的是將晶粒(Chip / Dies)置於導 線架(Lead Frame)上並用銀膠(Epoxy)加 以黏著固定。黏晶完成後之導線架則經由傳
輸設備送至金屬匣(Magazine)內,以送至下 一製程進行銲線。在此步驟中導線架提供了 晶粒黏著的位置,並預設有可延伸晶粒電路 的內、外引腳。導線架依不同設計可有一個 或數個晶粒座。
Bonding Carrier EPOXY
LEAD ON CHIP
Lead frame
PLASMA CLEAN 專業解決CSP、Flip Chip、BGA、SAW Filter、Lead frame、Wafer、 PCB. ….等有機物、無機物、氧化物、光組殘餘之清洗,對產品良率之 提升有極大幫助。
Wire bonding前清洗,應用於去除die上bonding pad及基材表面之微 量污染物,從而確保打線之強度及可靠度。打線強度約可增加70%, 良率約可增加30%,大大的降低了封裝不良品的產生。 Molding前清洗晶片及基材表面,使molding compound 附著良好,解 決Delamination之現象,使封裝良率大為提升。 加強表面黏著能力. 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,達到活化基板及加強表面黏著之能力. 污染物之去除。藉由電漿之物理及化學回應只雙重特性,有效去除產 品之污染。
WIRE BONDING Station 主要藉由銲線機器在晶粒上的銲點 (Bond Pad )位置,和導線架上的腳 位以金線銲線連結在一起。銲線乃 是將晶粒上的接點以極細的金線連
接到導線架之內引腳,以將IC 晶粒 之電路訊號傳輸至外界。
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MOLDING 藉由模具合模注膠的方式成型,將銲線完的晶粒包 上一層環氧樹栺作為外殼保護。在成型後尚必須作 膠體的烘烤(Post Mold Cure),以使膠體成型更為穩 定。 封膠之主要目的為防止濕氣由外部侵入而產生破
壞。其過程為將導線架置於框架上並預熱,再將框 架置於壓模機上的封裝模上,再以半融化的樹脂充 填,待樹脂硬化後便可取出封膠後的成品。
資料來源:基丞公司網站 排片機 與 Transfer Mold X - Ray Die Set
資料來源:基丞公司網站 上/下模具 Molding Tooling
MARKING & PLATING 蓋印的目的,在註明產 品之規格及產品製造者等訊 息,封膠完後,一般先蓋背 印以避免產品混淆,而在電 鍍後蓋正印。蓋印的形式依 產品的需求而有所不同,目 前塑膠封裝中有油墨蓋印
(Ink Marking)及雷射蓋印 (Laser Marking)兩種方 式。 電鍍的主要目的在於增 加外引腳之導電性及抗氧化 性,並且防止引腳產生生鏽 的情形,由於電鍍機台的設 置牽涉到環保標準等問題, 在目前設置的新封裝廠中一 般皆外包,由相關電鍍廠負 責電鍍。
(Dejunk Trim / Singular Form) 去渣切腳是將封膠後遺留在外的殘渣以機器去除, 並將導線架的引腳連桿切斷。切腳的目的為將導線 架上封裝完成之晶粒剪切分離(trim),並將不需要 的凸出之樹脂切除(Dejunk)。
去框成型是以機器去除導線架的邊框,使其成型。 成型之目的則是將外引腳壓成各種預先設計好之形 狀,以便在電路板上裝置使用。成形後的每一顆IC 都將送入塑膠管( Tube)或是承載盤(Tray)以 方便輸送。
資料來源:基丞公司網站
資料來源:基丞公司網站
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謝 謝 各 位 指 教