封装测试工艺培训ppt课件

1、封装测试工艺培训广州先艺电子科技 xianyichina/1封装方式IC PKG插入实装形外表实装形DIP：DIP、SHDSSIP、ZIPPGAFLAT PACK：SOP、QFP、CHIP CARRIER：SOJ、QFJ、LCC、TABBGA、CSPIC CARDCOB其他2PGACSPTBGAPBGAQFPTSOPSOJDIPLOGICMEMORY外形尺寸减少腿数添加封装方式的开展3SGNEC现有封装方式419941996199519971998199920004M SDRAM26pin SOJPitch: 1.27Lead width:0.45Thickness: 2.6020pin SO

2、PPitch: 1.27Lead width:0.40Thickness: 2.6016M SDRAM42pin SOJPitch: 1.27Lead width:0.45Thickness: 2.6064M SDRAM54pin TSOPPitch: 0.80Lead width:0.32Thickness: 1.0044pin QFPPitch: 0.80Lead width:0.40Thickness: 2.70组装技术目的:Pitch: 1.270.80Thichness: 2.601.00SGNEC组立开展历程7,8,9pin SSIPPitch:2.54Lead width:0.5

3、05组立流程粘片封入键合划片电镀打印选别成形SSIP切筋打印选别电镀SOP切筋打印成形选别LD电镀TSOP成形分别切筋电镀成形选别打印QFPLD6划片工艺划片工序是将已分散完了构成芯片单元的大圆片进展分割分别。从划片工艺上区分有：全切和半切两种全切：将大圆片划透。适用于比较大的芯片，是目前最流行的划 片工艺。半切：在划片作业中，不将大圆片划透，留有120um180um的余 量，适用于较小的芯片。从设备上区分有：金刚石划片刀划片，和激光划片两种。由于激 光划片设备昂贵，金刚石划片刀划片是目前较 为流行的。7半切作业流程贴膜划片裂片PMM大圆片划片刀大圆片圆环膜大圆片芯片压力辊断裂将大圆片放置在膜

4、上，以利于拿取、大圆片的固定、及粘片作业。利用金刚石划片刀将大圆片划开。在芯片的反面挪动压力辊，使芯片受力未划部分裂开。对已划片完了的制品进展外观检查，不良品进展墨水打点。8大圆片划片刀大圆片圆环膜大圆片UV灯芯片全切作业流程贴膜划片UVPMM将大圆片放置在UV膜上，以利于拿取、大圆片的固定、及粘片作业。利用金刚石划片刀将大圆片划开。经过UV灯对UV膜的作用，将UV膜与芯片间的粘度降低，以利于芯片的取下。对已划片完了的制品进展外观检查，不良品进展墨水打点。9划片刀接合剂金刚石颗粒划片刀的选择根据制品划片槽的宽度、大圆片的厚度、划片槽的外表形状选择不同的划片刀划片刀参数：刃长、刃宽、金刚石颗粒尺

5、寸、颗粒密度、接合剂种类刃宽刃长龙骨10划片外观检查划伤缺损崩齿粘污划伤是由于芯片外表接触到异物如：镊子，呵斥芯片内部的Al布线遭到损伤，呵斥短路或断路，而引起不良。缺损是由于芯片的边缘遭到异物、或芯片之间的撞击，呵斥芯片的边缘缺损，当缺损到达芯片内部时，就会破坏AL布线或活性区，引起不良。由于大圆片为Si单晶体，在划片时就不可防止的构成崩齿，崩齿的大小与划片刀的种类有关，当崩齿很大时，就会成为缺损。粘污就是异物附着在芯片外表，如：Si屑，会呵斥内部短路，或可靠性遭到影响。分散在分散工序产生的不良，如：图形不完好、P/W针迹异常等不良，也要在PMM工序予以去除。111.划片刀型号：崩齿、划伤、

6、裂纹、划片刀本身的寿命。2.划片刀转速：崩齿、缺损。3.划片速度：划片轨迹、崩齿、缺损。4.划片方式：划片方式有向上、向下两种方式，对芯片外表及背 面的崩齿缺损情况有影响。5.划片刀高度：芯片反面Si屑的发生、反面崩齿的情况有影响。6.纯水流量：芯片外表Si屑粘污的发生情况有影响。划片参数12粘片工艺粘片就是将芯片固定在某一载体上的过程。共晶合金法：芯片反面和载体之间在高温及压力的作用下构成共晶 合金，实现衔接及固定的方法。树脂粘接：芯片反面及载体之间，经过含有大量Ag颗粒的环氧树脂 作为粘着剂，而到达固定的作用方法。胶带粘接：芯片外表与载体之间经过胶带的粘接，到达固定的作业 方法。粘片的要求

7、：一定的机械强度 良好的欧姆接触共晶、银浆 良好的散热性能 稳定的化学性能 13粘片工艺的比较工艺银浆粘片共晶粘片胶带粘片优点速度快成本低温度低适合大生产良好的欧姆、热阻接触机械强度高封装尺寸小缺点欧姆、热阻大速度慢成本高温度高，需N2保护速度慢成本高温度高键合工序易发生不良14共晶合金法表示图芯片Au或其他合金材L/F小岛首先在L/F小岛上放置Au或其他合金片，或预先在小岛外表、大圆片反面金型烝金处置。然后在其上面放置芯片，在高温及压力的作业下，构成共晶，到达芯片固着的目的。15银浆粘片表示图滴银浆放置芯片银浆瓶滴嘴小岛芯片16胶带粘片与传统粘片的比较芯片银浆小岛引线腿胶带金线17Chip

8、stage吸嘴VCCUV膜芯片引现框架大圆片提取放到芯片台粘接压着头胶带粘片表示图18芯片的提取芯片顶起安装顶针膜吸嘴VCC膜顶起安装顶针吸嘴芯片VCC外表吸着型吸嘴提取表示图优点：顺应种类多 不会呵斥芯 片缺损缺陷：芯片外表粘 污、划伤易 发生， 需定期改换19角锤型吸嘴提取表示图膜吸嘴芯片顶起安装芯片的提取优点：提取位置稳定 防止芯片外表粘污 运用寿命长缺陷：芯片尺寸与吸嘴必 须一一对应 易发生芯片缺损20粘片的工艺控制.粘片位置X、Y、：稳定的粘片位置，使键合识别稳定。.银浆的丰满度：保证粘片的强度。.粘片的机械强度：芯片的固着强度。.芯片外观基准：粘污、划伤、缺损。.芯片的方向：必需与

9、组装图一致。.密着性：芯片与胶带的接着强度。21键合工艺键合工序就是将芯片和内引线经过金属细线金丝、铝丝、铜丝等衔接起来，实现电气上的衔接的过程。键合工艺的要求： 接合力强，接触电阻小。 稳定的化学性。 良好的导电性。 一定机械强度。从键合工艺上区分：热压键合、热压超声键合、超声键合。22键合工艺的比较工艺热压超声热压超声优点温度低（200）速度快可控制线形状适用大生产可控制线形状对键合点要求不高温度低（常温）速度快缺点适用于金丝（成本高）适用金丝，速度慢键合温度高（350）不可控制线形状适用Al丝23键合工艺原理Au球Al键合点氧化层金球到达键合点后在热、压力、及超声波的作用下，破坏Al电极

10、的外表氧化层，接触到Al的新生面，到达接着的目的。24热压超声键合表示图向PAD点挪动接触PAD后，热、压力、超声发生作用劈刀上升引线外形控制接触lead后，热、压力、超声发生作用劈刀向上运动，夹子闭合，拉断金线放电构成金球夹子金线PAD劈刀LEAD放电杆255NHigh frequency induction furnace, Electric furnace99.999% AuDopantIngot MakingPress RollSingle Die DrawingHeavy DrawingIntermediate AnnealingFine DrawingFinal Annealing

11、Rewinding100%QAO金线的制造表示图26middle loophigh loopTemperature /Croom300480 1063(melting point) Fig. temperature distribution during free air ball forming by EFO spark金线高度与金线的关系27劈刀劈刀参数：H：孔径，与金线直径相关CD：劈刀腔尺寸，与金球压 着径有关FA：端面角度，与2nd强度 有关CA：腔体角度，与金球压着 径，压着强度有关OR：与2nd压着外形、压着 强度有关。28Year of First Product Shipme

12、nt Technology (nm)Chip Interconnect Pitch (um)Wire Bond - BallWire Bond - WedgeTABFlip Chip (Area Array)19971999200220052021202125018013010070507050454040406045403535355050505050502501801301007050Fine Pitch Bonding键合的开展趋势29Big diameter + Small BallBig diameter + Larger BallEstimatedAchievementSmall

13、diameter + Large BallBig Pad AreaSmall Pad AreaSmall Pad AreaNormalFine Pitch Bonding小间距与初始球径30Finer Pitch : Small & Consistent Pressed BallLow Loop Capability Short Heat Affected ZoneHigh Neck Strength : Fine Grain StructureConventional wire for high loop & short loop spanLong Loop Capability High

14、tensile strength & Soft Wire金线外形31键合工艺控制.金球压着径.金球压着厚度.金线高度.金线拉断强度.金球剥离强度.键合外观32键合主要不良工程ABCDEPADLEAD.A/B/C/D/E不良：金线分别在A、B、 C、D、E点断开.金线外形：金线间、金线与lead间， 金线与芯片之间的间隔。.键合布线：必需与组装图一致。.Lead外形：引线腿间，引线腿与金线 间的间隔。.Lead镀层：镀层剥落等.Al触须：易呵斥芯片内部短路。.芯片外观。33键合参数.温度：影响金球与键合点的密着性、2nd点的接着强度，即与A/E 不良有关。.压力：影响金球与键合点的密着性、2nd

15、点的接着强度，即与A/E 不良有关。.超声功率：影响金球与键合点的密着性、2nd点的接着强度，即与 A/E不良有关。.时间：影响金球与键合点的密着性、2nd点的接着强度，即与A/E 不良有关.弧度：控制金线的外形。.初期金球径：金球压着径、金球厚度、金球的密着性。34封入工艺封入就是将键合后的制品与外界隔分开来，实现物理及化学上的维护，在量产性、均一性、本钱上思索，传送模法是如今比较流行的工艺。也就是将树脂压入加热到一定温度的金型内的方法。封入的要求：电性能绝缘性，介电性良好 吸水率、透湿率低 密着性好 一定的机械强度 热膨胀系数小 离子及放射性物质少 耐热性、阻燃性好 内应力小 成形性好，周

16、期短35树脂注入表示图上模下模芯片金线料筒浇道门模腔予热后的树脂经注塑口投入，在注塑杆加压后，流入并充溢模腔，模腔内空气经空气出口溢出。36树脂难度与封入热量温度*时间树脂块形状液体形状树脂予热成形射出投入开模固化后形状37树脂主要成分成分原材料目的配比（wt）基本料环养树脂（热塑性酚醛树脂/双酚A树脂）交联反应，硬化1220硬化剂苯酚/酸酐/芳香苯同上710硬化促进剂第3级苯类/磷化物提高反应速度0.2填充料玻璃纤维/熔融硅氧化物/结晶硅氧化物/氧化铝降低热膨胀、提高热传导、提高机械强度6575交联剂环氧硅烷/氨基硅烷/烃基硅烷基本料予填充料交联0.5离型剂天然石腊/合成石腊/硬脂酸平衡离型

17、与密着0.5着色剂炭黑/有机染料/金属氧化物激光打印外观改善0.2难燃剂溴化环氧/三氧化锑/水和氧化铝难燃剂35其他硅酮系/橡胶系低应力化？38树脂的分类种类特征用途基本料填充料优点缺点环氧树脂熔融硅氧化物.线膨胀率：小.不纯物：少.特性变化：小.热传导率：小除下述IC结晶硅氧化物.热传导率：大.成本：低.线膨胀率：大.不纯物：多.特性变化：大部分功率IC硅酮树脂玻璃纤维结晶硅氧化物熔融硅氧化物.电器特性：好.耐热性：高.强度：低.成本：高部分功率IC39封入工序质量.孔隙 缘由：树脂与料筒间的间隙、树脂中的水分、树脂浇道内空气卷入。 对策：树脂料饼尺寸、提高注塑压力、降低金型温度、提高熔融粘

18、度。.未充填 缘由：树脂制造中硬化物堵塞空气出口、注塑中树脂硬化、注塑时有死角。 对策：减少丙酮不溶物、加大注塑口、改善流动性、降低树脂注入速度。.金线变形 缘由：高粘度的树脂以高速进入膜腔、曾经硬化的树脂进入膜腔 对策：降低树脂粘度、加大注塑口、降低注入速度、降低金型温度、降低压力40PKG切筋工艺树脂封入的半导体制品，在外管腿之间由连筋衔接，其作用为防止内引线腿变形及封入时防止树脂流出。封入完了以后，连筋已无用途，将连筋去除的工序称为连筋切断工序。目的：将管腿、连筋与PKG三者包围的溢料去除，防止溢料对切筋冲头的破坏 将连筋切断，实现外引线腿间电气上的分别。PKG连筋DAM树脂溢料定位孔上

19、模下模PKG冲头外引线腿连筋上模下模HD切筋后制品表示图41切断面塌边毛刺破断面剪断面由于切筋过程是物理的机械冲断过程，因此断面是不规那么的，如左图所示。断面可分为：塌边、剪断面、破断面、毛刺部分，各部位的大小与冲头磨损情况及冲头间隙有关。塌边：与间隙成正比剪断面：与间隙成反比破断面：与间隙成反比毛刺：间隙到达一定程度以后，毛刺会急剧增大。42成形工艺切断L/F外框与IC相衔接的吊筋、羽筋和管腿端部与L/F内框，同时将外引线腿弯成所需外形。制品被从L/F上分别，成为单个制品，这个过程称为管腿成形。目的：将制品分别为个片形状、同时将外引线腿弯成所需外形。成形原理：经过模具将管腿弯成所需外形，不同

20、的PKG其过程也不同。43LEAD成形过程J形管腿成形过程入以下图所示PKGPKGPKGPKG第1弯曲第2弯曲第3弯曲第4弯曲压轮44成形工艺质量.平坦性 平坦性是指将IC置于平台上，分开平台外表最远的间隔。 影响平坦性的主要要素：PKG翘曲、连筋切断毛刺大、模具内异物、模具损坏.PKG翘曲与平坦性 大型IC制品易发生PKG的翘曲，因此管腿加工时会有规律的上浮或下沉，处理方法为引线加工补偿。.毛刺 在切筋、管腿尖端切断处会出现毛刺。 对策：思索冲头与模具间的间隙，对冲头的磨耗进展管理。.PKG裂纹 在PKG的合模线处、或外表有裂纹 对策：封入错位监控、仕上模具清扫。45打印工艺在制品上对制品的

21、品名、批号、商标、制造厂家、消费国等进展标志的过程为打印工序。目的：明确制品的标志，使制品的履历可查。打印种类：普通有油墨打印及激光打印两种激光打印油墨打印优点无前/后处理条件设定容易，稳定性好字迹牢固打印错误可再工事字迹清晰缺点字迹不够清晰打印不良无法修复较小图形制作困难需前/后处理（不利环保）字迹可擦拭46激光打印工艺打印原理：利用激光的能量将PKG外表刻出530um深度的沟槽，经过凹凸产生光线的漫反射，从而在制品外表得到视觉上光线反差，同时加工过程中产生的热量引起树脂变色，与未加工部分产生颜色上的区分，这样就可以看见打印图形。激光束树脂外表炭除去残渣47激光打印方式激光打印方式有3种1.

22、一括方式：打印图形制成模版，激光透过模版照在树脂外表。2.抽出方式：将各种文字制成模版，打印时根据需求选择所要文字，逐字打印在PKG外表。3.一笔方式：不需求模版，激光束根据指令在PKG外表写出文字。打印方式优点缺点一括方式速度快无通用性抽出方式稍有通用性速度快通用性差一笔方式通用性好速度慢48激光打印质量打印图形是商品的脸面，清楚正确美观无疑是重要的质量评价内容，通常激光打印的视认性、文字高度、文字深度是主要的评价工程。1.文字发白 缘由：激光发振功率低、激光通路受阻维护玻璃 对策：调整发射功率、清扫通道维护玻璃2.文字欠缺 缘由：模版异常、制品上有异物附着、电磁镜动作不良、维护镜上异物附着

23、 对策：检查模版、去除制品外表异物、调整电磁镜、清扫激光通路。3.打印文字变白、发黑、无法判读 缘由：打印面粘污 对策：擦拭打印面直到文字明晰为止。4.打印位置 缘由：PKG误检出 对策：检修位置检出传感器49电镀工艺在IC外引线腿外表构成平滑致密的铅锡合金层，作用是维护管腿和添加可焊性易于实装。半导体电镀工艺可分为光泽电镀、无光泽电镀。电镀方法上可分为：挂镀、浸镀两种。电镀的开展趋势，随着人们对环保的认识，半导体制品也面对着无铅化的课题，欧美及日本已着手这方面的任务，有部分制品已为无铅化，制品无铅化后，由于实装时的焊接温度需提高，对制品的可靠性提出了更高的要求。但无铅化是未来电镀的开展方向。

24、50制品外表油污、锈等本体加工层氧化层分散层金属外表断面表示图51电镀流程步骤内容前处理脱脂在碱性溶液中电解去毛刺利用高压水除去封入的溢料氧化层去除用酸除去L/F表面的氧化层刻蚀将L/F表面刻蚀数微米深度，使表面活化电镀电镀制品置于阴极，利用电解原理析出金属附着在制品表面后处理中和磷酸苏打溶液中和水洗热水洗70左右干燥52电镀工艺的控制1.电镀层厚度2.镀层的组成3.耐湿性4.耐热性5.密着性6.外表张力7.不润湿性8.电镀外观53选别工艺选别工序是确保向客户提供产品的电气性能符合要求的关键工序。它利用与中测相类似的测试台以及自动分选器，测定IC的电气特性，把良品、不良品区分开来；对某些产品，

25、还要根据测试结果进展良品的分级分类。测试按功能可分为DC测试直流特性、AC测试交流特性或timing特性及FT测试逻辑功能测试三大类。同时还有一些辅助工序，如BT老化、插入、拔出、实装测试、电容充放电测试等。54选别流程产品的类别或功能不同，所用测试流程及测试设备也不一样。SGNEC典型产品的测试流程如下。序号Linear产品Logic产品Memory产品11次DC（直流特性）1次选别（Flash测试）1次选别（直流特性）21次实装（Noise检查）BT老化（高温加电加速老化）BT老化（高温加电加速老化）3再1次DC（Latchup破坏检查）2次选别（Flash再测试）2次常温（DC、FT）4AC测试（交流特性）3次选别（DC、FT