半導體簡介

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http://docs.thinkfree.com/tools/doc_location.php?ext=pdf&dsn=847663

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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
   

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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
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   •
   •
   • 140 • 4 • 16 •48 •37
   • 8
   • 13
   • 20
   成品測試
   

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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)
   

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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）
   

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7. Wafer Tape and De-Tape
   資料來源：Adwill網站
   

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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
   

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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。
   

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10. Backside Grinding
    

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11. EQUIPMENT TOP VIEW
    資料來源：DISCO
    

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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
    

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13. Lapping principle（2）
    資料來源：DISCO
    

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14. LAPPING & POLISH
    

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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
    

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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。
    

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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
    

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19. Blade Type
    ZH
    disco
    Z
    資料來源：DISCO
    

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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。
    

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22. Bonding Carrier
    EPOXY
    

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23. LEAD ON CHIP
    

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24. Lead frame
    

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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。
    

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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。
    

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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。
    

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38. 資料來源：基丞公司網站
    排片機 與 Transfer Mold
    X - Ray
    Die Set
    

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39. 資料來源：基丞公司網站
    上/下模具
    Molding Tooling
    

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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。
    

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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。
    

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42. 資料來源：基丞公司網站
    

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43. 資料來源：基丞公司網站
    

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44. 資料來源：基丞公司網站
    

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45. 謝 謝 各 位 指 教
    

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