半导体后端工艺:传统封装方法组装工艺的八个步骤
第一步:背面研磨
背面研磨工艺可确保将晶圆加工成适合其封装特性的最佳厚度。
第二步:晶圆切割/分割
晶圆切割是指沿着晶圆上的划片槽(Scribe Lane)2进行切割,直到分离出芯片的工艺,也被称为划片工艺。晶圆切割是芯片封装工艺的必要工序。
第三步:芯片贴装
芯片贴装是指从承载薄膜上拾取经过晶圆切割后的芯片,并将其贴装在涂有粘合剂的基板或引线框架上的工艺。
第四步:互连
互连是指芯片之间、芯片与基板之间,以及封装体内其它组合间的电气连接。
第五步:模塑
芯片在完成引线键合或倒片键合后,需进行封装,以保护芯片结构免受外部冲击。此类保护工艺涵盖模塑、密封和焊接,但只有模塑工艺适用于塑料封装。模塑工艺使用环氧树脂模塑料,将热固性树脂(Thermosetting Resin)10与多种无机材料混合,封装在芯片、引线等部件周围进行保护,使这些部件免受外部物理性和化学性损害,并可根据实际需求制作成相应的封装尺寸或形状。
第六步:打标
打标(Marking)是指在半导体封装表面刻印产品信息的工艺,包括半导体类型、制造商,以及客户要求的图案、符号、数字或字母等。这在封装后的半导体产品出现故障时尤为重要,因为标记有助于追踪产品故障原因等。打标既可以使用激光灼烧环氧树脂模塑料等材料来进行刻印,也可以使用油墨压印。
对于塑料封装,必须在封装表面刻印所需信息之前进行模塑。由于激光打标只是简单的刻印行为,所以黑色环氧树脂模塑料通常会作为首选,因为它可以增加标记的易读性。考虑到刻印字符或符号不易着色,因此,在黑色背景上刻印会使标记更加明显。接下来两个步骤是基板封装的最后阶段,也是基板封装和引线框架封装工艺之间的区别所在。
第七步:植球
基板封装中的锡球不仅可以作为封装体和外部电路之间的电气通路,还可提供机械连接。植球工艺是将锡球粘合至基板焊盘的过程。在该工艺的第一步,将助焊剂(Flux)11涂抹在焊盘上,并将锡球放置在焊盘上。然后通过回流焊工艺熔化并粘合锡球,之后清洗并去除助焊剂。助焊剂的作用是在回流焊过程中清除锡球表面杂质和氧化物,使锡球均匀熔化,形成洁净表面。锡球熔化后便会流入基板上覆盖的网板,即可填充网板上的每个孔隙。最后,将基板和网板分离,但因助焊剂具有黏附力,锡球仍然会留在基板上。由于焊盘上预先涂抹了助焊剂,因此锡球会暂时粘合并附着在焊盘上。
第八步:切单
切单(Singulation)是基板封装工艺的最后一道工序。即使用刀片将成品基板切割为单独的封装。切单完成后,将封装放在托盘上进行测试,并完成其余步骤。