半導體簡介

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1. 半導體封裝簡介 報 告 人：黃 意 駒 資料來源：美國網站
2. 我國半導體產業結構 我國半導體產業結構 我國半導體產業結構 資料來源：工研院經資中心 資料來源：工研院經資中心ITIS ITIS計畫 計畫(Mar. 2001) (Mar. 2001) 晶粒測試及切割 長 晶 晶圓切割 設計 導線架 測試 封裝 製造 光罩 晶圓 光罩設計 邏輯設計 封 裝 化學品 CAD CAE 材料 設備儀器 資金人力資源 服務支援 貨運 海關 科學園區 • • • • 140 • 4 • 16 •48 •37 • 8 • 13 • 20 成品測試
3. 專 有 名 詞 參 考 „ DIP (Dual In-Line Package) „ PDIP (Plastic Dual In-Line Package) „ SIP (Single In-Line Package) „ SOP (Small Outline Package) „ QFP (Quad Flat Package) „ BGA (Ball Grid Array) „ TAB (Tape Automated Bonding)
4. IC 封裝主要有四大功能 „ 1.電源分佈： IC 要動作，需有外來的電源來驅動，外來的電源經過封裝 層內 的重新分佈，可穩定地驅動IC，使IC 運作。 „ 2.信號分佈： IC 所產生的訊號，或由外界輸入IC 的訊號，均需透過封裝 層線路的傳送，以送達正確的位置。 „ 3.散熱功能： IC 的發熱量相當驚人，一般的CPU 為2.3W，高速度、高功 能的IC 則可高達20.30W，藉由封裝的熱傳設計，可將IC 的 發熱排出，使IC 在可工作溫度下（通常小於85℃）正常運 作。 „ 4.保護功能：封裝可將IC 密封，隔絕外界污染及外力的破 壞。 資料來源：（呂宗興，1996）
7. Wafer Tape and De-Tape 資料來源：Adwill網站
8. TAPING Ａ 晶圓的裝載•掃描•取出 可由晶圓掃描感測器自動檢出晶圓的儲存狀態。並 藉由可3軸動作的機械手臂將晶圓搬送定位部。 Ｂ 晶圓定位 將晶圓以平邊或V型缺角為基準定位後,用輸送手臂 設定在貼合作業台上。 Ｃ 表面保護膠帶貼合 藉由加壓滾輪與膠帶貼合作業台前後移動的動作來 將表面保護膠帶貼合至晶圓。因為是採用TTC方式 所以能夠不加壓晶圓而貼合表面保護膠帶。 Ｄ 膠帶切割 （薄片切割與晶圓外緣切割） 固定切割刀片的狀態下,旋轉作業台來切割膠帶。藉 由切割刀片的3次元(Ｘ，Ｙ，θ) 動作, 即使是容易 產生碎屑的平邊部分也可以順利的切割。 Ｅ 剩餘膠帶的處理 切割膠帶後的剩餘膠帶,以剝除手臂從作業台剝除後 集中至集塵盒。 Ｆ 晶圓儲存 貼合完表面保護膠帶的晶圓以機械手臂儲存至晶舟 盒。 資料來源：Adwill網站
9. WAFER BACK GRINDING 該製程的主要目的是將晶 圓研磨至適當的厚度，以 配合產品結構之需求，由 於封裝體逐漸演變至薄型 化（Thin Package），如 1.0mm 膠體厚度之 TSOP、TSSOP及TQFP 等，因此晶圓必須加以研 磨。
10. Backside Grinding
11. EQUIPMENT TOP VIEW 資料來源：DISCO
12. Difference Between IF and RS IF：In Feed Grinder RS：Rotary Surface Grinder Lapping principle（1） In - feed system：研磨時不易破片，TTV平整度很好。 Creep feed system：研磨輪易磨損，TTV平整度不好。 資料來源：DISCO
13. Lapping principle（2） 資料來源：DISCO
14. LAPPING & POLISH
15. DETAPING Ａ 晶圓的裝載,掃描, 取出 藉由晶圓掃描感測器, 能夠自動檢 出晶圓的儲存狀態。並藉由可以3 軸動作的機械手臂將晶圓般送到紫 外線單元。 Ｂ 紫外線照射 將照射室內的晶圓平均地以紫外線 照射後, 由定位輸送帶將晶圓送往 定位部。 Ｃ 晶圓定位 將晶圓以平邊或V型缺角為基準定 位後, 以搬送手臂將晶圓送往剝除 作業台放置。 Ｄ 剝除表面保護膠帶 將剝除膠帶以加熱盤用熱壓方式貼 合在晶圓外緣3mm以內, 再用180? 角將表面保護膠帶從晶圓上剝除。 Ｅ 晶圓儲存 將剝除的表面保護膠帶與剝除膠帶 集中在集塵盒裡, 並用機械手臂將 晶圓儲存到晶圓架盒。 資料來源：Adwill網站
16. WAFER SAW 其目的為將晶圓之上的晶粒(Dies)切割 分離。其前置作業為晶片黏貼(Wafer Mount)，將晶圓背面貼上膠帶（Blue Tape）並置於不銹鋼製之框架上，並避免 晶片和膠帶間有氣泡產生，之後再將其送 到晶圓切割機進行切割。切割後的晶粒會 排列黏貼於膠帶上，框架的支撐可避免膠 帶產生皺摺而導致晶粒相互碰撞。
17. MOUNTER Ａ 晶圓的裝載, 掃描與取出 自動掃描晶舟盒內的晶圓後, 由機械手臂取出, 搬送到定位部。 Ａ' 晶舟盒裝載（選項） 以旋轉手臂將晶圓從晶舟盒內取出傳送到機械 手臂。間隔紙則由旋轉手臂集中至集塵盒。 Ｂ 晶圓定位 將晶圓以平邊或V型缺角定位後, 藉由機械手臂 反轉將晶圓設定在貼合作業台上。 Ｃ 鐵框架供給 將重疊放置的鐵框架一片一片取出設定在貼合 作業台上。 Ｄ 膠帶貼合 前後移動貼合作業台, 以加壓滾輪將預切膠帶貼 合在晶圓與鐵框架上。此時可以TTC方式得到 膠帶貼合最適宜的張力。 Ｅ 晶圓收納 反轉貼合完畢的晶圓儲存至晶片架盒。 Ｆ 晶圓管理系統（選項） 讀取晶圓上的ID號碼將其資料轉化為條碼後貼 上標籤。可藉由本系統達到組裝工程的工廠自 動化。 資料來源：Adwill網站
19. Blade Type ZH disco Z 資料來源：DISCO
21. Die Bond Station „ 此製程的目的是將晶粒(Chip / Dies)置於導 線架(Lead Frame)上並用銀膠（Epoxy）加 以黏著固定。黏晶完成後之導線架則經由傳 輸設備送至金屬匣(Magazine)內，以送至下 一製程進行銲線。在此步驟中導線架提供了 晶粒黏著的位置，並預設有可延伸晶粒電路 的內、外引腳。導線架依不同設計可有一個 或數個晶粒座。
22. Bonding Carrier EPOXY
23. LEAD ON CHIP
24. Lead frame
25. PLASMA CLEAN „ 專業解決CSP、Flip Chip、BGA、SAW Filter、Lead frame、Wafer、 PCB. ….等有機物、無機物、氧化物、光組殘餘之清洗,對產品良率之 提升有極大幫助。 „ Wire bonding前清洗，應用於去除die上bonding pad及基材表面之微 量污染物，從而確保打線之強度及可靠度。打線強度約可增加70%， 良率約可增加30%，大大的降低了封裝不良品的產生。 „ Molding前清洗晶片及基材表面，使molding compound 附著良好，解 決Delamination之現象，使封裝良率大為提升。 „ 加強表面黏著能力. Plasma 除可去除黏著基材之表面污染外,更藉由 Ar 之離子轟擊之效果,達到活化基板及加強表面黏著之能力. „ 污染物之去除。藉由電漿之物理及化學回應只雙重特性,有效去除產 品之污染。
26. WIRE BONDING Station „ 主要藉由銲線機器在晶粒上的銲點 (Bond Pad )位置，和導線架上的腳 位以金線銲線連結在一起。銲線乃 是將晶粒上的接點以極細的金線連 接到導線架之內引腳，以將IC 晶粒 之電路訊號傳輸至外界。
37. MOLDING „ 藉由模具合模注膠的方式成型，將銲線完的晶粒包 上一層環氧樹栺作為外殼保護。在成型後尚必須作 膠體的烘烤(Post Mold Cure)，以使膠體成型更為穩 定。 „ 封膠之主要目的為防止濕氣由外部侵入而產生破 壞。其過程為將導線架置於框架上並預熱，再將框 架置於壓模機上的封裝模上，再以半融化的樹脂充 填，待樹脂硬化後便可取出封膠後的成品。
38. 資料來源：基丞公司網站 排片機 與 Transfer Mold X - Ray Die Set
39. 資料來源：基丞公司網站 上/下模具 Molding Tooling
40. MARKING & PLATING 蓋印的目的，在註明產 品之規格及產品製造者等訊 息，封膠完後，一般先蓋背 印以避免產品混淆，而在電 鍍後蓋正印。蓋印的形式依 產品的需求而有所不同，目 前塑膠封裝中有油墨蓋印 （Ink Marking）及雷射蓋印 （Laser Marking）兩種方 式。 電鍍的主要目的在於增 加外引腳之導電性及抗氧化 性，並且防止引腳產生生鏽 的情形，由於電鍍機台的設 置牽涉到環保標準等問題， 在目前設置的新封裝廠中一 般皆外包，由相關電鍍廠負 責電鍍。
41. （Dejunk Trim / Singular Form） „ 去渣切腳是將封膠後遺留在外的殘渣以機器去除， 並將導線架的引腳連桿切斷。切腳的目的為將導線 架上封裝完成之晶粒剪切分離(trim)，並將不需要 的凸出之樹脂切除（Dejunk）。 „ 去框成型是以機器去除導線架的邊框，使其成型。 成型之目的則是將外引腳壓成各種預先設計好之形 狀，以便在電路板上裝置使用。成形後的每一顆IC 都將送入塑膠管（ Tube）或是承載盤（Tray）以 方便輸送。
42. 資料來源：基丞公司網站
43. 資料來源：基丞公司網站
44. 資料來源：基丞公司網站
45. 謝 謝 各 位 指 教