半导体工艺

半导体封装生产线部分工艺简介

时间:2025-07-21 14:28 作者:小编 分享到:

    伴随工业技术水平的不断提升,半导体封装生产工作越发先进与智能,而规范其生产线工艺流程,有助于其生产效率与质量的提高。文章分别从磨片、分片、装片、键合、塑封、去废边、电镀、打弯、激光打印与测试、包装、人工装箱等方面,探讨半导体后道封装的基本工艺流程,望能为此领域研究有所借鉴。
    针对半导体制造而言,其工艺流程主要包含两部分,其一为前道,其二是后道,对于半导体的前道制造工艺来讲,其实为一项比较繁杂且技术要求高的工艺流程控制,有时流程可达到数百步,而且在各个流程间以及流程与工艺、批次、设备之间,往往存在彼此互联与相互影响的关系,此乃半导体前道的典型特征,而且还是被世界所公认的一类最为复杂的制造过程。而对于半导体后道的工艺流程来讲,相比前道,较为简单,但因小批量、品种多,外加一些必需步骤(比如合批、分批等),因此,也比较复杂。需要指出的是,半导体后道封装工序流程是一项混合型复杂制造过程,其中含有两大类型,即离散型与流程型;后道主要用于封装半导体芯片。
一、磨片:磨片又被称之为背面磨薄,在装配芯片之前,须先进行磨薄,而在磨片过程中,需将离子水喷洒在片上,这样更有利于磨薄;通常情况下,需要将硅片的厚度磨至200~500μm之间,因为较薄的硅片在划小片上更为容易,而且还有助于散热的改善。此外,还需要指出的是,较薄的芯片有助于最终集成电路管壳重量、外形尺寸的减小。伴随相关设备、系统自动化程度的不断提高,半导体封装企业在其日常生产中,开始大量采用自动化设备,且与划片工序共同来生产。
二、分片:磨片又被称作划片,从根本上来讲,就是利用划片锯(金刚石刀刃),将各芯片自硅片上切割下来。在划片操作之前,从片架上将硅片取下,且置于刚性框架的贴膜上,加以固定。此贴膜能够始终保持硅片的原有状态与完整性,直至后续装片工序把全部硅片小片均取下为止。在现实操作中,当完成划片工序后,整个硅片便如同一个整体,此时,把硅片放在圆锯(喷有离子水)上,然后用金刚石刀(厚度为25μm),分别在两个方向上进行划片。一般情况下,锯需要沿划片线进行切透处理(90%~100%)。
三、装片:又被称之为装架,当完成划片处理之后,硅片会被放置在盒子当中,并向装片工作区移动,此时,自动贴片机开始运作,自硅片上以一种自动方式取下一片芯片,安装在引线框架上;当安装完成后,引线框架便会由一台自动引线框架机以一种自动方式进行传送,并且还会把那些已经捆好并且做好的引线框架,向自动贴片机传送;传送后,自动贴片机会依据是否存在墨点所提供的硅片分布图数据,将硅片上的芯片选出,然后实施贴片。需要强调的是,上述操作需在人工监视下来开展,而且还设置有液晶屏,用于装片情况的实时显示。通常来讲,会利用三种东西进行粘贴,即玻璃焊料、共晶焊与环氧树脂。
四、键合:把位于芯片表面的铝压点与位于基座或引线框架上的电极内端实施电气连接。需要强调的是,键合线通常选用的是铜线,而键合线一般选用的是铝(Al)或者是铜(Au)。另外,在引线直径上,通常为25μm,主要用于的压点间距为70μm的芯片。另外,还需说明的是,在键合上,比较常用的有3种,分别为热超声球键合、超声键合与热压键合。因芯片的各管脚均需逐一键合,而一个芯片中通常会有两个管脚,部分芯片管脚数量可达到300个,因此,在使用加工设备时,需要在人工监视下来完成。键合为生产线上有着最多设备的工序。
五、塑封:塑封就是塑料封装,其方式主要有3种,其一为陶瓷封装,其二是塑料封装,其三为传统封装。在全球芯片生产当中,塑料封装在所有封装类型中的占比达到了95%;在实际操作中,需利用环氧树脂集合物,把已经完工的芯片(引线键合),与引线框架包封在一起。基本流程为:把已经进行引线键合的芯片,以一种比较合理、妥当的方式,与引线框架进行预热,后把它放在封装模上(压模机),启动压膜机,将上下模关闭,把树脂(处于半融化状态)挤到模当中,当数值充分填充且已经硬化后,便可开模将成品取出。针对此种封装方式来讲,其不仅能预防湿气的侵入,而且还有利于散热,以及支撑导线、方便焊装等。但需要说明的是,在实际操作中,所遇到的突出问题即为模具,由于封装方式、尺寸存在差异,因此,在选用模具上会存在不同。模具尽管是专用设备,但价格也算太贵,不会对生产线的运作造成制约。


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