封装流程的介绍

1、 IC 封封 装装 产产 品品 及及 制制 程程 简简 介介 电子构装电子构装 (Electronic Packaging)，也常被称为封装，也常被称为封装(Assembly)，是半导体产业中所谓的后段。它的目的在赋予集成电，是半导体产业中所谓的后段。它的目的在赋予集成电路组件组装的基础架构，使其能进一步与其载体路组件组装的基础架构，使其能进一步与其载体(常是指印刷电路板）常是指印刷电路板）结合，以发挥原先设计的功能。结合，以发挥原先设计的功能。 构装技术的范围涵盖极广，它应用了物理、化学、材料、机械、构装技术的范围涵盖极广，它应用了物理、化学、材料、机械、电机、微电子等各领域的知识，也使用金

2、属、陶瓷、高分子化合物电机、微电子等各领域的知识，也使用金属、陶瓷、高分子化合物等各式各样的高科技材料。等各式各样的高科技材料。 在微电子产品功能与层次提升的追求中，开发构装技术的重要在微电子产品功能与层次提升的追求中，开发构装技术的重要性不亚于性不亚于 IC制程中其它的微电子相关工程技术，故世界各主要电子制程中其它的微电子相关工程技术，故世界各主要电子工业国莫不戮力研究，以求得技术领先的地位。工业国莫不戮力研究，以求得技术领先的地位。1. IC 封装的目的封装的目的2. IC 封装的形式封装的形式3. IC 封装应用的材料封装应用的材料4. IC 封装的基本制程与质量管理重点封装的基本制程与

3、质量管理重点防止湿气侵入防止湿气侵入以机械方式支持导线以机械方式支持导线有效的将内部产生的热排出于外部有效的将内部产生的热排出于外部提供持取加工的形体提供持取加工的形体Package : 把把包成一包包成一包IC Package : 把把 IC IC 包成一包包成一包 PIN J-TYPE LEAD GULL-WING LEAD BALL BUMPING PTH IC：DIP SIP、PDIP(CDIP) PGASMD IC: SOIC SOP(TSOP-I、TSOP-II)、SOJ LCC PLCC/CLCC QFP 14 20/28 28、 10 10/14 14(TQFP、MQFP、LQ

4、FP) Others BGA、TCP、F/C PTH IC：1960年代发表，至今在一些低价的电子组件上仍被广泛应用。年代发表，至今在一些低价的电子组件上仍被广泛应用。 DIP 美商快捷首先发表美商快捷首先发表 CDIP。由于成本技术的低廉，很快成为当时主要的。由于成本技术的低廉，很快成为当时主要的 封装形式；随后更衍生出封装形式；随后更衍生出 PDIP、SIP等。等。 PGA 美商美商IBM首先发表，仅应用于早期的高阶首先发表，仅应用于早期的高阶 IC封装上，其封装上，其Grid Array的的 概念后来更进一步转换成为概念后来更进一步转换成为 BGA的设计概念。的设计概念。SMD IC :

5、 1970年代美商德州仪器首先发表年代美商德州仪器首先发表 Flat Package,是所有表面黏着组件的是所有表面黏着组件的滥觞。由于滥觞。由于SMD有太多优于有太多优于PTH的地方，各家厂商进一步发展出各具特色的封装。的地方，各家厂商进一步发展出各具特色的封装。至今，表面黏着仍是先进电子组件封装设计的最佳选择。至今，表面黏着仍是先进电子组件封装设计的最佳选择。 QFP 业界常见的形式以业界常见的形式以14 20/28 28/10 10/14 14四种尺寸为主。四种尺寸为主。 LCC Chip carrier，区分为，区分为 CLCC/PLCC 及及 Leadless / Leaded等形式

6、。等形式。 SOIC Small Outline IC；区分为；区分为 SOP(TSOP-I、TSOP-II)、SOJ 两种主两种主 流。流。 TCP Tape Carrier Package;应用于应用于 LCD Driver。其锡铅凸块的设计后来进。其锡铅凸块的设计后来进一步应用在一步应用在 F/C上。上。当前最先进的封装技术：当前最先进的封装技术： BGA 、F/C (晶圆级封装）晶圆级封装） Popular IC package types :TSOP(Thin Small Outline Package) QFP(Quad Flat Pack) BGA(Ball Grid Array

7、) CSP(Chip Scale Package)PBGAQFPTSOPSOPCopper Lead frameEpoxy AdhesiveTop MoldEncapsulate Mold CompoundDie PaddleDieBottom MoldGold WireTSOP TSOP Alloy42 Lead FrameNi42/Fe58TapeDieGold WireEncapsulate Mold CompoundTop MoldBottom MoldBall Bond : Shape / PositionHeight : 0.93 milBall size : 3.04 milBa

8、ll aspect ratio : 0.30 Spec Criteria : 2.6 mil Ball size 5.2 mil After KOH etching viewIntermetallicConventional structureSectional ViewIC chipInner LeadwirepaddleSignalN/CSignalSignalPowerPowerPowerPowerpaddleIC chipTie barTie barSectional ViewSignalSignalSignalSignalBus barBus barwireIC chipInner

9、LeadtapeIC chiptapeSectional ViewSignalSignalSignalPowerwireIC chipInner LeadIC chipSignalPowerPowerpaddleMulti-frame LOC structureTape LOC structurePROCESSEQUIPMENTMATERIALDIE SAWDISCO 651DIE ATTACHHITACHI CM200( LOC)HITACHI LM400(LOC)WIRE BONDSKW UTC-300K&S 1488 / 8020/ 8028 1.0 MILMOLDINGTOWA

10、 Y- SERIESSHINETSU KMC-260 NCAMARKINGGPM / E & R LASER PlatingMECO EPL-2400SSn / Pb 85/15FORMING & SINGULATIONHAN-MI 203FYAMADA CU-951-1LEAD SCAN/FVI/PACKRVSI LS3900DB / 5700WAFER BACKGRINDRINGSIBUYAMA-508SUNRISEJEDEC 150 Deg CFLOWHITACHI CHIMICAL HM-122UHAN-MI 101 DEJUNK1. Wafer Process2. D

11、ie Attaching3. Wire Bonding4. Molding5. Marking and Lead ProcessProcess FlowMonitor ItemSampling SizeFrequencyControlWAFER IQC2ND VISUALINSPECTION2ND VI QCGATEWAFER MOUNTWAFER SAWUV IRRADIATIONlVISUAL INSPECTIONlVISUAL INSPECTIONlKERF WIDTHlDI WATER RESISITIVITYlCO2 BUBBLE RESISTIVITYlVISUAL INSPECT

12、ION25 DICE / 5 WAFERSl25 DIE / 2 WAFERl6 LINES / 1WAFERl1 READINGl1 READING25 DICE / PER WAFER(100% INSPECTION, IFREJECT BY QC GATE)PER LOTlPER LOTlMC/1X/SHIFTl2X / SHIFTl2X / SHIFTLOGLOGPER LOTLOGlVISUAL INSPECTIONlVOIDlALLlALLlPER LOTlPER LOTLOGlVISUAL INSPECTION45 EA (LTPD= 5%)PER LOTLOGlPARAMETE

13、R CHECK1 READINGPER SHIFTLTCProcess FlowMonitor ItemSampling SizeFrequencyControl3RD VISUALINSPECTION3RD VI GATELOC DIE BOND WIRE BONDMOLDINGPMClVISUAL INSPECTIONlMANUAL TAPE PEELINGlVISUAL INSPECTIONlWIRE PULLlBALL SHEARlLOOP HEIGHTl1 STRIP/ 1 MAG.l2 EAl3 STRIP/ 1 MAG.l10 WIRESl10 BALLSl10 WIRESl1X

14、/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MC( ORCHANGEDEVICE /CAPILLARY )LOGlLOGlSPClLOGlLOGlVISUAL INSPECTION3 STRIPS/ MAGAZINE(100% INSPECTION,IF REJECT BY QCGATE)PER MAGAZINELOGlVISUAL INSPECTIONPER LOT20EA ( AQL=0.25% )LOGlVISUAL INSPECTIONlMOLDING TEMPERATURElX-RAY MONI

15、TORl1ST SHOT/CHASEl8 POINT/CHASEl4 SHOTlPER LOTl1X/SHIFT/MCl1X/SHIFT/MCLOGlTEMP. PROFILElOVEN TEMP.l6 POINTSl6 POINTSl1 TIME / MC /3 MONTHlPER CYCLELOGProcess FlowMonitor ItemSampling SizeFrequencyControlLASER MARKINGDEJUNK/TRIMLEAD SCANFINAL VISUALINSPECTIONFVI QC GATEPLATINGFORMING/SINGULATIONlVIS

16、UAL INSPECTIONl1 STRIPS DUMMYl3 STRIPSl2 STRIPSlPER LOTlPER LOTl4X/MC/SHIFTLOGlVISUAL INSPECTIONl2 TRIPSl4X/MC/SHIFTLOGlVISUAL INSPECTIONlTHICKNESSlCOMPOSITIONlALLl10 UNITSl10 UNITSlPER LOTl4X/MC/SHIFTl4X/MC/SHIFTlLTClSPClSPClVISUAL INSPECTIONlOUTLINE DIMENSIONlSTANDOFFl2 STRIPSl2 EAl10 UNITSl4X/MC/

17、SHIFTlPER LOTl1X/MC/SHIFTLOGlGOLDEN UNITl2 UNITSl1X / SEASONRECORDlVISUAL INSPECTIONl100% INSPECTIONPER LOTLTClVISUAL INSPECTIONl50EA, AQL=0.1%(100%INSPECTION, IFREJECT BY QCGATE)PER LOTLTCT/C , -55 C / 125 C , 5 cyclesBaking , 125 C , 24 hrsPrepare Request SheetO/S Test, Visual/SAT InspectionMoisture Soak Level I85 C / 85%RH , 168hrsMoisture Soak Level II85 C / 60%RH , 168hrsMoisture Soak Level III30 C / 60%RH , 192hrsIR Reflow , 220/235 C