IntroductionofICAssemblyProcess

IC封裝工藝簡介ICProcessFlowCustomer客戶ICDesignIC設計WaferFab晶圓制造WaferProbe晶圓測試Assembly&TestIC封裝測試SMTIC組裝ICPackage（IC的封裝形式）Package--封裝體：指芯片（Die）和不同類型的框架（L/F）和塑封料（EMC）形成的不同外形的封裝體。ICPackage種類很多，可以按以下標準分類：按封裝材料劃分為：金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝按照和PCB板連接方式分為：

PTH封裝和SMT封裝按照封裝外型可分為：

SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；ICPackage（IC的封裝形式）

按與PCB板的連接方式劃分為：

PTHSMTPTH-PinThroughHole,通孔式；SMT-SurfaceMountTechnology，表面貼裝式。目前市面上大部分IC均采為SMT式的SMTICPackage（IC的封裝形式）

按封裝外型可分為：

SOT、QFN

、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等；決定封裝形式的兩個關鍵因素:

封裝效率。芯片面積/封裝面積，盡量接近1:1；引腳數。引腳數越多，越高級，但是工藝難度也相應增加；其中，CSP由于采用了FlipChip技術和裸片封裝，達到了

芯片面積/封裝面積=1:1，為目前最高級的技術；封裝形式和工藝逐步高級和復雜ICPackage（IC的封裝形式）QFN—QuadFlatNo-leadPackage四方無引腳扁平封裝

SOIC—SmallOutlineIC小外形IC封裝

TSSOP—ThinSmallShrinkOutlinePackage薄小外形封裝

QFP—QuadFlatPackage四方引腳扁平式封裝

BGA—BallGridArrayPackage球柵陣列式封裝

CSP—ChipScalePackage芯片尺寸級封裝RawMaterialinAssembly(封裝原材料)【Wafer】晶圓……RawMaterialinAssembly(封裝原材料)【LeadFrame】引線框架提供電路連接和Die的固定作用；主要材料為銅，會在上面進行鍍銀、

NiPdAu等材料；L/F的制程有Etch和Stamp兩種；易氧化，存放于氮氣柜中，濕度小于40%RH;除了BGA和CSP外，其他Package都會采用LeadFrame，

BGA采用的是Substrate；RawMaterialinAssembly(封裝原材料)【GoldWire】焊接金線實現芯片和外部引線框架的電性和物

理連接；金線采用的是99.99%的高純度金；同時，出于成本考慮，目前有采用銅

線和鋁線工藝的。優點是成本降低，

同時工藝難度加大，良率降低；線徑決定可傳導的電流；0.8mil，

1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils；RawMaterialinAssembly(封裝原材料)成分為環氧樹脂填充金屬粉末（Ag）；有三個作用：將Die固定在DiePad上；

散熱作用，導電作用；-50°以下存放，使用之前回溫24小時；【Epoxy】銀漿TypicalAssemblyProcessFlowFOL/前段EOL/中段Plating/電鍍EOL/后段FinalTest/測試FOL–FrontofLine前段工藝BackGrinding磨片WaferWaferMount晶圓安裝WaferSaw晶圓切割WaferWash晶圓清洗DieAttach芯片粘接EpoxyCure銀漿固化WireBond引線焊接2ndOptical第二道光檢3rdOptical第三道光檢EOLFOL–WaferSaw晶圓切割WaferMount晶圓安裝WaferSaw晶圓切割WaferWash清洗將晶圓粘貼在藍膜（Mylar）上，使得即使被切割開后，不會散落；通過SawBlade將整片Wafer切割成一個個獨立的Dice，方便后面的

DieAttach等工序；WaferWash主要清洗Saw時候產生的各種粉塵，清潔Wafer；FOL–WaferSaw晶圓切割WaferSawMachineSawBlade(切割刀片)：LifeTime：900~1500M；

SpindlierSpeed：30~50Krpm：FeedSpeed：30~50/s;FOL–2ndOpticalInspection二光檢查主要是針對WaferSaw之后在顯微鏡下進行Wafer的外觀檢查，是否有出現廢品。ChippingDie

崩邊FOL–DieAttach芯片粘接芯片拾取過程：

1、EjectorPin從wafer下方的Mylar頂起芯片，使之便于

脫離藍膜；

2、Collect/Pickuphead從上方吸起芯片，完成從Wafer

到L/F的運輸過程；

3、Collect以一定的力將芯片Bond在點有銀漿的L/F

的Pad上，具體位置可控；

4、BondHeadResolution：

X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；

5、BondHeadSpeed：1.3m/s；FOL–DieAttach芯片粘接EpoxyWrite：

Coverage>75%;DieAttach：

Placement<0.05mm;FOL–EpoxyCure銀漿固化銀漿固化：175°C，1個小時；

N2環境，防止氧化：DieAttach質量檢查：DieShear（芯片剪切力）FOL–WireBonding引線焊接KeyWords：Capillary：陶瓷劈刀。W/B工藝中最核心的一個BondingTool，內部為空心，中間穿上金線，并分別在芯片的Pad和LeadFrame的Lead上形成第一和第二焊點；EFO：打火桿。用于在形成第一焊點時的燒球。打火桿打火形成高溫，將外露于Capillary前端的金線高溫熔化成球形，以便在Pad上形成第一焊點（BondBall）；BondBall：第一焊點。指金線在Cap的作用下，在Pad上形成的焊接點，一般為一個球形；Wedge：第二焊點。指金線在Cap的作用下，在LeadFrame上形成的焊接點，一般為月牙形（或者魚尾形）；W/B四要素：壓力（Force）、超聲（USGPower）、時間（Time）、溫度（Temperature）；FOL–WireBonding引線焊接陶瓷的Capillary內穿金線，并且在EFO的作用下，高溫燒球；金線在Cap施加的一定壓力和超聲的作用下，形成BondBall；金線在Cap施加的一定壓力作用下，形成Wedge；FOL–WireBonding引線焊接EFO打火桿在磁嘴前燒球Cap下降到芯片的Pad上，加Force和Power形成第一焊點Cap牽引金線上升Cap運動軌跡形成良好的WireLoopCap下降到LeadFrame形成焊接Cap側向劃開，將金線切斷，形成魚尾Cap上提，完成一次動作FOL–3rdOpticalInspection三光檢查檢查DieAttach和WireBond之后有無各種廢品EOL–EndofLine后段工藝Molding注塑EOLLaserMark激光打字PMC高溫固化De-flash/Plating去溢料/電鍍Trim/Form切筋/成型4thOptical第四道光檢Annealing電鍍退火Note：JustForTSSOP/SOIC/QFPpackageEOL–Molding（注塑）為了防止外部環境的沖擊，利用EMC

把WireBonding完成后的產品封裝起

來的過程，并需要加熱硬化。BeforeMoldingAfterMoldingEOL–Molding（注塑）MoldingTool（模具）EMC（塑封料）為黑色塊狀，低溫存儲，使用前需先回溫。其特

性為：在高溫下先處于熔融狀態，然后會逐漸硬化，最終成型。Molding參數：

MoldingTemp：175~185°C；ClampPressure：3000~4000N；

TransferPressure：1000~1500Psi；TransferTime：5~15s；

CureTime：60~120s；CavityL/FL/FEOL–Molding（注塑）MoldingCycle-L/F置于模具中，每個Die位于Cavity中，模具合模。-塊狀EMC放入模具孔中-高溫下，EMC開始熔化，順著軌道流向Cavity中-從底部開始，逐漸覆蓋芯片-完全覆蓋包裹完畢，成型固化EOL–LaserMark（激光打字）在產品（Package）的正面或者背面激光刻字。內容有：產品名稱，生產日期，生產批次等；BeforeAfterEOL–PostMoldCure（模后固化）用于Molding后塑封料的固化，保護IC內部結構，消除內部應力。

CureTemp：175+/-5°C；CureTime：8HrsESPECOven4hrsEOL–De-flash（去溢料）BeforeAfter目的：De-flash的目的在于去除Molding后在管體周圍Lead之間

多余的溢料；

方法：弱酸浸泡，高壓水沖洗；EOL–Plating（電鍍）BeforePlatingAfterPlating

利用金屬和化學的方法，在Leadframe的表面

鍍上一層鍍層，以防止外界環境的影響（潮濕

和熱）。并且使元器件在PCB板上容易焊接及

提高導電性。

電鍍一般有兩種類型：

Pb-Free：無鉛電鍍，采用的是>99.95%的高純

度的錫（Tin），為目前普遍采用的技術，符合

Rohs的要求；

Tin-Lead：鉛錫合金。Tin占85%，Lead占

15%，由于不符合Rohs，目前基本被淘汰；EOL–PostAnnealingBake（電鍍退火）目的：讓無鉛電鍍后的產品在高溫下烘烤一段時間，目的在于

消除電鍍層潛在的晶須生長（WhiskerGrowth）的問題;

條件：150+/-5C;2Hrs；晶須晶須，又叫Whisker，是指錫在長時間的潮濕環境和溫度變化環境下生長出的一種須狀晶體，可能導致產品引腳的短路。EOL–Trim&Form（切筋成型）

Trim：將一條片的LeadFrame切割成單獨的Unit（IC）的過程；

Form：對Trim后的IC產品進行引腳成型，