Panoramica del processo dei semiconduttori
Il processo dei semiconduttori prevede principalmente l’applicazione di tecnologie di microfabbricazione e pellicola per collegare completamente chip e altri elementi all’interno di varie regioni, come substrati e telai. Ciò facilita l'estrazione dei terminali di piombo e l'incapsulamento con un mezzo isolante in plastica per formare un tutto integrato, presentato come una struttura tridimensionale, completando infine il processo di confezionamento del semiconduttore. Il concetto di processo dei semiconduttori rientra anche nella definizione ristretta di confezionamento di chip semiconduttori. Da una prospettiva più ampia, si riferisce all'ingegneria dell'imballaggio, che prevede il collegamento e il fissaggio al substrato, la configurazione delle apparecchiature elettroniche corrispondenti e la costruzione di un sistema completo con prestazioni elevate e globali.
Flusso del processo di confezionamento dei semiconduttori
Il processo di confezionamento dei semiconduttori comprende molteplici attività, come illustrato nella Figura 1. Ciascun processo presenta requisiti specifici e flussi di lavoro strettamente correlati, che richiedono un'analisi dettagliata durante la fase pratica. Il contenuto specifico è il seguente:
1. Taglio del truciolo
Nel processo di confezionamento dei semiconduttori, il taglio dei chip implica il taglio dei wafer di silicio in singoli chip e la rimozione tempestiva dei detriti di silicio per evitare ostacoli al lavoro successivo e al controllo di qualità.
2. Montaggio del chip
Il processo di montaggio del chip si concentra sull'evitare danni al circuito durante la macinazione del wafer applicando uno strato di pellicola protettiva, enfatizzando costantemente l'integrità del circuito.
3. Processo di collegamento dei cavi
Il controllo della qualità del processo di bonding comporta l'utilizzo di diversi tipi di fili d'oro per collegare i pad di bonding del chip con i pad del telaio, garantendo che il chip possa connettersi a circuiti esterni e mantenendo l'integrità complessiva del processo. Tipicamente vengono utilizzati fili d'oro drogati e fili d'oro legati.
Fili in oro drogati: i tipi includono GS, GW e TS, adatti per arco alto (GS: >250 μm), arco medio-alto (GW: 200-300 μm) e arco medio-basso (TS: 100-200 μm) rispettivamente il legame.
Fili d'oro legati: i tipi includono AG2 e AG3, adatti per incollaggi a basso arco (70-100 μm).
Le opzioni di diametro per questi fili vanno da 0,013 mm a 0,070 mm. La selezione del tipo e del diametro appropriati in base ai requisiti e agli standard operativi è fondamentale per il controllo di qualità.
4. Processo di stampaggio
Il circuito principale negli elementi di stampaggio prevede l'incapsulamento. Il controllo della qualità del processo di stampaggio protegge i componenti, soprattutto dalle forze esterne che causano danni di vario grado. Ciò comporta un'analisi approfondita delle proprietà fisiche dei componenti.
Attualmente vengono utilizzati tre metodi principali: imballaggio in ceramica, imballaggio in plastica e imballaggio tradizionale. Gestire la proporzione di ciascun tipo di imballaggio è fondamentale per soddisfare le richieste globali di produzione di chip. Durante il processo sono necessarie competenze complete, come il preriscaldamento del chip e del lead frame prima dell'incapsulamento con resina epossidica, dello stampaggio e della polimerizzazione post-stampa.
5. Processo di polimerizzazione post-stampa
Dopo il processo di stampaggio, è necessario un trattamento di polimerizzazione post-stampa, incentrato sulla rimozione di eventuali materiali in eccesso attorno al processo o alla confezione. Il controllo di qualità è essenziale per evitare di compromettere la qualità e l’aspetto generale del processo.
6.Processo di test
Una volta completati i processi precedenti, la qualità complessiva del processo deve essere testata utilizzando tecnologie e strutture di test avanzate. Questa fase prevede la registrazione dettagliata dei dati, concentrandosi sul funzionamento normale del chip in base al suo livello di prestazioni. Dato il costo elevato delle apparecchiature di prova, è fondamentale mantenere il controllo di qualità durante tutte le fasi di produzione, compresi l'ispezione visiva e i test delle prestazioni elettriche.
Test delle prestazioni elettriche: comporta il test dei circuiti integrati utilizzando apparecchiature di test automatiche e la garanzia che ciascun circuito sia collegato correttamente per i test elettrici.
Ispezione visiva: i tecnici utilizzano i microscopi per ispezionare attentamente i chip confezionati finiti per garantire che siano privi di difetti e soddisfino gli standard di qualità dell'imballaggio dei semiconduttori.
7. Processo di marcatura
Il processo di marcatura prevede il trasferimento dei chip testati in un magazzino di semilavorati per la lavorazione finale, il controllo di qualità, l'imballaggio e la spedizione. Questo processo prevede tre fasi principali:
1) Galvanotecnica: dopo aver formato i conduttori, viene applicato un materiale anticorrosivo per prevenire l'ossidazione e la corrosione. La tecnologia di deposizione galvanica viene generalmente utilizzata poiché la maggior parte dei conduttori sono realizzati in stagno.
2) Piegatura: i conduttori lavorati vengono quindi modellati, con la striscia di circuito integrato inserita in uno strumento di formatura dei conduttori, controllando la forma del conduttore (tipo J o L) e l'imballaggio montato in superficie.
3)Stampa laser: infine, i prodotti formati vengono stampati con un disegno, che funge da contrassegno speciale per il processo di imballaggio dei semiconduttori, come illustrato nella Figura 3.
Sfide e raccomandazioni
Lo studio dei processi di confezionamento dei semiconduttori inizia con una panoramica della tecnologia dei semiconduttori per comprenderne i principi. Successivamente, l’esame del flusso del processo di confezionamento mira a garantire un controllo meticoloso durante le operazioni, utilizzando una gestione raffinata per evitare problemi di routine. Nel contesto dello sviluppo moderno, identificare le sfide nei processi di confezionamento dei semiconduttori è essenziale. Si consiglia di concentrarsi sugli aspetti del controllo qualità, padroneggiando a fondo i punti chiave per migliorare efficacemente la qualità del processo.
Analizzando dal punto di vista del controllo qualità, ci sono sfide significative durante l'implementazione a causa di numerosi processi con contenuti e requisiti specifici, ognuno dei quali si influenza a vicenda. È necessario un controllo rigoroso durante le operazioni pratiche. Adottando un atteggiamento lavorativo meticoloso e applicando tecnologie avanzate, è possibile migliorare la qualità del processo di confezionamento dei semiconduttori e i livelli tecnici, garantendo un'efficacia applicativa completa e ottenendo eccellenti vantaggi complessivi (come mostrato nella Figura 3).
Orario di pubblicazione: 22 maggio 2024