装片工序简介.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,装片工序简介,Prepared By:,李晓鹏,Date:2016.04.19,2,目录,一,:,半导体产业链及封测流程介绍,介,绍封测及装片在半导体产业链的位置,二,:,装片介绍,装片人员介绍,装片机台介绍,装片物料介绍,装片方法介绍,装片环境介绍,测量系统介绍,三,:,装片工艺趋势及挑战,介绍,IC,封装的,roadmap,介绍装片困难点及发展趋势,四,:,特殊封装工艺,锡膏,/,共晶,/,铅锡丝及,FC,工艺,3,半导体产业链介绍,Assy&test,流程介绍,4,装片介绍,装片解释,:,又称,DA(Die Attach),或,DB(Die Bond),，目的为将磨划切割好的芯片固定在框架上以便后续工序作业，是封装的一个重要流程，影响整个芯片封装。,装片作用：,a.,使芯片和封装体之间产生牢靠的物理性连接,b.,在芯片或封装体之间产生传导性或绝缘性的连接,c.,提供热量的传导及对内部应力的缓冲吸收,3.,装片因素图示：,装片因素,-,人,输入,输出,设备操作,机台正常运行,/,参数输,入正确,作业方法,作业环境,测量方法,原物料准备,正确的无不良的物料,针对不可控因素,人，通过规范标准等方法管控,人,管控方法,MES/,物料,handling,指导书,PM check list/,改机查检表,/,参数查检表,SPEC/WI/OCAP,规范的作业方法,SPEC,SOP/PFMEA,规范的作业环境,测量数据准确无偏差,6,装片因素,-,机,因素,设备名称,设备型号,机,生产设备,装片机,ESEC,、,ASM,、,Hitachi,等,烤箱,C sun,等,量测设备,量测显微镜,Olympus,等,低倍显微镜,Olympus,等,存储设备,氮气柜,NA,冰柜,NA,标准装片生产设备图示,装片设备种类,7,装片因素,-,机,标准装片设备关键能力,设备名称,关键机构,机构模式,设备型号,关键能,力,装片机,Input/output,LF loader,模式,ESEC2100SD,LF strack to magazineMagazine to magazine,ASM AD838,Hitachi DB700,Index,适用框架尺寸,ESEC2100SD,长度,90,300mm,宽度,20,125mm,厚度,0.1,1.6mm,ASM AD838,长度,100,300mm,宽度,12,101mm,厚度,0.12,1mm,Hitachi DB700,长度,100,260mm,宽度,38,96mm,厚度,0.1,3mm,加热功能,ESEC2100SD,Max,：,250,C,ASM AD838,NA,Hitachi DB700,0300,C,Wafer table,适用铁圈种类,ESEC2100SD,Ring/double,ring,ASM AD838,Ring/double,ring,Hitachi DB700,Ring/double,ring,作业晶圆尺寸,ESEC2100SD,4/6,/8/12,ASM AD838,4/6/8,Hitachi DB700,4/6/8/,12,Dispenser,点胶方式,ESEC2100SD,点胶、画胶,ASM AD838,点胶、画胶、蘸胶,Hitachi DB700,点胶、画胶,Bondhead,可吸片芯片尺寸,ESEC2100SD,XY:0.4525.4mm2/T:,最小,1mil,ASM AD838,0.150 x150,5080 x5080um,Hitachi DB700,XY:0.7525mm2/T:23mil,装片精度,ESEC2100SD,X/Y,位置偏差,25um,，,旋转角度,0.5,ASM AD838,X/Y,位置偏差,1.5mil,，,旋转角度,1,Hitachi DB700,X/Y,位置偏差,25um,，,旋转角度,0.5,8,装片因素,-,机,标准装片设备作业原理,Pick,Dispenser,9,装片因素,-,机,设备型号,关键机构,作业能力,C sun QMO-2DSF,加热机构,爬升速率：,Max 7,C/min,温度范围：,60250,C,温度偏差：约,1,C,氮气输入,流量,Max,：,15L/min,风扇马达,Max,：,60Hz,烘烤设备图示,烘烤设备关键能力,10,装片因素,-,机,烘烤设备原理,为了使胶固化，需要对装片后的产品进,行高温烘,烤，固化后胶质凝固，芯片与基板结合更加牢固。,胶固化条件，依不同胶的特性，存在不同的烘烤条件。,烘烤控制的参数：,升温速率,烘烤温度,恒温时间,氮气流量,挥发,11,量测设备,设备名称,设备图片,量测项目,目的,量测显微镜,产品外观,检出芯片划伤沾污等,装片精度,检出芯片偏移量,胶层厚度,检出胶层厚度,芯片倾斜,检出芯片倾斜,低倍显微镜,产品外观,检出芯片划伤沾污等,装片方向,防止,wrong bonding,溢胶覆盖,检出溢胶不足,45,显微镜,爬胶高度,检出溢胶不足或银胶沾污,Dage4000,推晶值,检出银胶粘结力,装片因素,-,机,12,量测设备检测项目及检出异常处理措施,装片因素,-,机,制程名,称,设备名,称,产,品,产品,/,制程规格,/,公,差,测量方,法,抽样,数,频,率,控制方,法,异常处,置,装,片,显微,镜,芯片背面顶针,印,GGP-SiP-DB-101SiP,装片作业指导书,高倍显微镜,100X,2,颗,2units,1,次,/,改机更换顶针更换吸,嘴,记录,表,OCAP:,：装片芯片背面有顶针痕迹,_B,显微,镜,外,观,GGP-WI-082-SiP001SIP,产品内部目检标准,显微镜,6.7-100,倍、高倍,100,倍以,上,1,条全检,100,%,首检：,1,次,/,开机、改机、修机、换班自检：每料,盒,记录,表,OCAP,：装片外观不良,测量显微,镜,胶厚（适用于胶装产品,）,GGP-SiP-DB-101SiP,装片作业指导书,测量显微镜,200X,4,点,/,颗；,2,颗,/,条；,1,条,/,机,1,次,/,开机、接班、修机、改,机,记录,表,OCAP,：胶,厚不良,显微,镜,位,置,布线,图,测量显微,镜,2,颗,1,次,/,开机、接班、修机、改,机,记录,表,OCAP,：芯,片偏移或歪斜,DAGE400,推,晶,GGP-SiP-DB-101SiP,装片作业指导书,推,晶,1,颗,每班每烘箱,unloading,时送测一,次,SPC,OCAP,：装,片芯片推晶,SPC,控制异常,13,存储设备,设备型号,设备图片,存储物料,关键项,目,目的,氮气柜,晶圆,/,框架,/,产品,氮气流量,避免物料产品氧化,冰箱,银胶,/DAF,避免银胶失效,避免银胶失效,装片因素,-,机,14,装片因素,-,料,物料种类,物料名称,作用,分,类,直接材料,框架,承,载装片后的芯,片,leadframe,substrate,黏着剂,固定芯片,Epoxy,DAF,芯片,功能核心,Silicon,GaAs,间接材料,顶针,顶出芯片,金属顶针,塑胶顶针,吸嘴,吸取芯片,橡胶吸嘴,电木吸嘴,钨钢吸嘴,点胶,头,银胶出胶粘取芯片,点胶头,印胶头,15,直接材料,-,框架图示,装片因素,-,料,LF,Substrate,16,直接材料,-,框架特性,装片因素,-,料,项目,框架,DAP,镀层,银,铜,银,/,铜,镍金,/,镍钯金,/SM,镍金,/,镍钯金,/SM,优缺点,银具有憎水性且较不活,泼,易氧,化但可靠性佳,易导致芯片桥架在环镀银层上出现的,tilt,及,void,金层亲水性特性易导致,Resin bleed,金层亲水性特性易导致,Resin bleed,改善方法,NA,材料保存及烘烤氮气流量管控,管,控芯片,/pad,尺寸比例,减小金层毛细效,应,减小金层毛细效,应,结构,材质,铜,/,银,铜,/,银,铜,/,银,PP,、,core,、,SM,、,铜等金属,PP,、,core,、,SM,、,铜等金属,优缺点,CTE,匹配,CTE,匹配,CTE,匹配,CTE,差异过大易导致分层,CTE,差异过大易导致分层,改善方法,NA,NA,NA,无有效改善方法,无有效改善方法,17,装片因素,-,料,粘着剂的工艺流程,点胶,18,装片因素,-,料,直接材料,-,粘着剂特性,Data sheet,性能表现,常见异常,改善方法,die shear,粘结能力,粘结不良脱管,改善烘烤程序覆盖率,热导率,产品散热,NA,NA,Tg,Tg,越高越能抵抗热冲击,NA,NA,吸湿率,低吸湿率有助于减少分层,胶层吸湿分层,管控存储条件,体积电阻率,电传导,空洞分层增加电阻率,优化装片烘烤参数,CTE,低的,CTE,会利于减少分层,NA,NA,弹性模量,弹性模量越低越有助于减少胶体破裂,弹性系数较大,增加,BLT,厚度，针对性应用合适,die size,触变指数,银胶流变性,拉丝滴胶,优化点胶参数,填充物,填充物颗粒度,/,比重,较大颗粒度,/,比重造成点胶头堵塞,优化点胶头孔径,粘度变化,衡量银胶寿命的因素,寿命内粘度变化过大,NA,重量损失,越小越好，减少,void,Channel void,优化烘烤程序,离子挥发,越少越好，防止腐蚀,芯片,pad,腐蚀,增加烤箱排风管孔径,直接材料,-,芯片图示及芯片结构,装片因素,-,料,项目,分类,图片,材质,构造,厚度,常见异常,改善方法,Top,Bottom,芯片种类,Si,氧化硅,无,via hole+,背金,一般,100um,NA,NA,GaAs,砷,化,镓,via hole+,背金,一般为,50120um,爬胶过高,优化点胶头及点胶参数,芯片顶裂,优化顶针及,pick,参数,调整顶针中心避开,via hole,20,直接材料,-,芯片特性,装片因素,-,料,Si,芯片工作原理图,GaAs,芯片工作原理图,21,间接材料,-,顶针,装片因素,-,料,多顶针排布，顶针共面性,单顶针排布,技术指标：,长,度,直,径,顶针顶部球,径,角,度,22,间接材料,-,顶针选用,rule,装片因素,-,料,23,间接材料,-,吸嘴,装片因素,-,料,橡胶吸嘴,电木吸嘴,塑料吸嘴,钨钢吸嘴,技术指标：吸嘴孔径、吸嘴外围尺寸、吸嘴材质（耐高温、吸嘴硬度）,间接材料,-,吸嘴选用,rule,装片因素,-,料,25,间接材料,-,点胶头,装片因素,-,料,26,间接材料,点胶头选用,rule,装片因素,-,料,装片因素,-,法,系统管理方法,28,装片因素,-,法,规范管制,输入,输出,机台正常运行,/,参数输,入正确,正确的无不良的物料,规范的作业方法,规范的作业环境,测量数据准确无偏差,设备操作,作业方法,作业环境,测量方法,原物料准备,人员,按照标准作业,29,装片因素,-,环境,项目,防护措施,规格,作业规,范,环境,无尘防护,1000,级,01-00-008_,电路事业中心无尘室管理规范,_K,空调温度设定,25,c,ESD,防护,1.0E5-1.0E9,01-00-144_,集成电路事业中心,ESD,特殊防护作业规范,_A,30,装片因素,-,测,人,数据,设备,测量过程,材料,方法,程序,输入,输出,测量系统的能力,-,3,个重要指数,测量系统,31,装片工艺趋势及挑战,IC,封装,roadmap,32,装片工艺趋势及挑战,IC,的封装形式,1.,按,封装外型可分为,：,SOT,、,QFN,、,SOIC,、,TSSOP,、,QFP,、,BGA,、,CSP/WLSP,等,；,2.,封,装形,式和工艺的发展趋势,:,封装效,率：芯,片面积,/,封装面积，尽量接近,1:1,；,封装厚度：封装体厚度越来越薄小，且功能越来越强，需集成多颗芯片；,引脚数：引,脚数越多，越高级，但是工艺难度也相应增,加；,封装形式和工艺逐步高级和复杂,关键因素,因素影响,图片,装片挑战,封装效率,芯片边缘接近,pad,及,finger,边缘,树脂溢出,封装厚度,多颗芯片排布压缩芯片边缘到,pad,边缘的距离,银胶桥接,芯片裂片,芯片尺寸小，表面线路密,集凸起,吸嘴压伤芯片,芯片厚度薄,NA,吸片裂片,引脚数,芯片表面,pad,排布密集,吸嘴压伤,pad,产品功率,使用高导银胶装片,NA,银胶作业性差,装片特殊工艺,锡膏,/,共晶,/,铅锡丝,装片特殊工艺,FC,35,Innovations for Value,