减薄机:由于制造工艺的要求,对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁净度以及表面微晶格结构提出很高要求。因此在几百道工艺流程中只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中传递、流片。通常在集成电路封装前,需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度。这一工艺过程称之为晶片背面减薄工艺,对应装备就是晶片减薄机。减薄机是通过减薄/研磨的方式对晶片衬底进行减薄,改善芯片散热效果,减薄到一定厚度有利于后期封装工艺。关于“芯片封装设备有哪些 芯片封装工艺流程”的详细说明。


1.芯片封装设备有哪些

减薄机

由于制造工艺的要求,对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁净度以及表面微晶格结构提出很高要求。因此在几百道工艺流程中只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中传递、流片。通常在集成电路封装前,需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度。这一工艺过程称之为晶片背面减薄工艺,对应装备就是晶片减薄机。减薄机是通过减薄/研磨的方式对晶片衬底进行减薄,改善芯片散热效果,减薄到一定厚度有利于后期封装工艺。

划片机

划片机包括砂轮划片机和激光划片机两类。其中,砂轮划片机是综合了水气电、空气静压高速主轴、精密机械传动、传感器及自动化控制等技术的精密数控设备。主要用于硅集成电路,发光二极管,铌酸锂,压电陶瓷,砷化镓,蓝宝石,氧化铝,氧化铁,石英,玻璃,陶瓷,太阳能电池片等材料的划切加工。国内也将砂轮划片机称为精密砂轮切割机。

激光划片机是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射区域局部熔化、气化、从而达到划片的目的。因激光是经专用光学系统聚焦后成为一个非常小的光点,能量密度高,因其加工是非接触式的,对工件本身无机械冲压力,工件不易变形。热影响极小,划精度高,广泛应用于太阳能电池板、薄金属片的切割和划片。

芯片封装设备有哪些

(图片来源于互联网)

 

2.芯片封装工艺流程

1、封装工艺流程 一般可以分为两个部分,用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作,在成型之后的工艺步骤成为后段操作

2、芯片封装技术的基本工艺流程 硅片减薄 硅片切割 芯片贴装,芯片互联 成型技术 去飞边毛刺 切筋成型 上焊锡打码等工序

3、硅片的背面减薄技术主要有磨削,研磨,化学机械抛光,干式抛光,电化学腐蚀,湿法腐蚀,等离子增强化学腐蚀,常压等离子腐蚀等

4、先划片后减薄:在背面磨削之前将硅片正面切割出一定深度的切口,然后再进行背面磨削。

5、减薄划片:在减薄之前,先用机械或化学的方式切割处切口,然后用磨削方法减薄到一定厚度之后采用ADPE腐蚀技术去除掉剩余加工量实现裸芯片的自动分离。

6、芯片贴装的方式四种:共晶粘贴法,焊接粘贴法,导电胶粘贴法,和玻璃胶粘贴法。

共晶粘贴法:利用金-硅合金(一般是69%Au,31%的Si),363度时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。

7、为了获得最佳的共晶贴装所采取的方法,IC芯片背面通常先镀上一层金的薄膜或在基板的芯片承载座上先植入预芯片

8、芯片互连常见的方法有,打线键合,载在自动键合(TAB)和倒装芯片键合。

9、打线键合技术有,超声波键合,热压键合,热超声波键合。

10、TAB的关键技术:1芯片凸点制作技术2TAB载带制作技术3载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引线焊接技术。

11、凸点芯片的制作工艺,形成凸点的技术:蒸发/溅射涂点制作法,电镀凸点制作法置球及模板印刷制作,焊料凸点发,化学镀涂点制作法,打球凸点制作法,激光法。

12、塑料封装的成型技术,1转移成型技术,2喷射成型技术,3预成型技术但最主要的技术是转移成型技术,转移技术使用的材料一般为热固性聚合物。

13、减薄后的芯片有如下优点:1、薄的芯片更有利于散热;2、减小芯片封装体积;3、提高机械性能、硅片减薄、其柔韧性越好,受外力冲击引起的应力也越小;4、晶片的厚度越薄,元件之间的连线也越短,元件导通电阻将越低,信号延迟时间越短,从而实现更高的性能;5、减轻划片加工量减薄以后再切割,可以减小划片加工量,降低芯片崩片的发生率。

14、波峰焊:波峰焊的工艺流程包括上助焊剂、预热以及将PCB板在一个焊料波峰上通过,依靠表面张力和毛细管现象的共同作用将焊剂带到PCB板和元器件引脚上,形成焊接点。

波峰焊是将熔融的液态焊料,借助于泵的作用,在焊料槽液面形成特定形状的焊料波,装了元器件的PCB置于传送链上,经某一特定的角度以及一定的进入深度穿过焊料波峰而实现焊点的焊接过程。

再流焊:是通过预先在PCB焊接部位施放适量和适当形式的焊料,然后贴放表面组装元器件,然后通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的焊膏,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的一种成组或逐点焊接工艺。

15、打线键合(WB):将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上形成电路互连。打线键合技术有超声波键合、热压键合、热超声波键合。

载带自动键合(TAB):将芯片焊区与电子封装外壳的I/O或基板上的金属布线焊区用具有引线图形金属箔丝连接的技术工艺。

倒装芯片键合(FCB):芯片面朝下,芯片焊区与基板焊区直接互连的一种方法。

16、芯片互连:将芯片焊区与电子封装外壳的I/O或基板上的金属布线焊区相连接,只有实现芯片与封装结构的电路连接才能发挥已有的功能。

芯片封装工艺流程

(图片来源于互联网)