(最新)ic封裝製程簡介

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1、半導(dǎo)體的產(chǎn)品很多，應(yīng)用的場合非常廣泛，圖一是常見的幾種半導(dǎo)體元件外型。半導(dǎo)體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別，圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為PDID：PlasticDualInlinePackageSOP：SmallOutlinePackageSOJ：SmallOutlineJ-LeadPackagePLCC：PlasticLeadedChipCarrierQFP：QuadFlatPackagePGA：PinGridArrayBGA：BallGridArray雖然半導(dǎo)體元件的外型種類很多，在電路板上常用的組裝方式有二種，一種是插入電路板的銲孔或腳座，如PDIP、PGA，另一種是貼附

2、在電路板表面的銲墊上，如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。從半導(dǎo)體元件的外觀，只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳，而半導(dǎo)體元件真正的的核心，是包覆在膠體或陶瓷內(nèi)一片非常小的晶片，透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件，從上方的玻璃窗可看到內(nèi)部的晶片，圖三是以顯微鏡將內(nèi)部的晶片放大，可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳，這些接腳向外延伸並穿出膠體，成為晶片與外界通訊的道路。請(qǐng)注意圖三中有一條銲線從中斷裂，那是使用不當(dāng)引發(fā)過電流而燒毀，致使晶片失去功能，這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。圖四是常見的LED，也就是發(fā)光二極體，其內(nèi)部也是一顆晶片，圖五是以顯微鏡正

3、視LED的頂端，可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線，若以LED二支接腳的極性來做分別，晶片是貼附在負(fù)極的腳上，經(jīng)由銲線連接正極的腳。當(dāng)LED通過正向電流時(shí)，晶片會(huì)發(fā)光而使LED發(fā)亮，如圖六所示。半導(dǎo)體元件的製作分成兩段的製造程序，前一段是先製造元件的核心─晶片，稱為晶圓製造；後一段是將晶中片加以封裝成最後產(chǎn)品，稱為IC封裝製程，又可細(xì)分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟，在本章節(jié)中將簡介這兩段的製造程序。須經(jīng)過下列主要製程才能製造出一片可用的晶片，以下是各製程的介紹：（１）長晶（CRYSTAL　GROWTH）：　長晶是從矽沙中(二氧化矽)提鍊成單晶

4、矽，製造過程是將矽石(Silica)或矽酸鹽(Silicate)如同冶金一樣，放入爐中熔解提鍊，形成冶金級(jí)矽。冶金級(jí)矽中尚含有雜質(zhì)，接下來用分餾及還原的方法將其純化，形成電子級(jí)矽。雖然電子級(jí)矽所含的矽的純度很高，可達(dá)99.999999999%，但是結(jié)晶方式雜亂，又稱為多晶矽，必需重排成單晶結(jié)構(gòu)，因此將電子級(jí)矽置入坩堝內(nèi)加溫融化，先將溫度降低至一設(shè)定點(diǎn)，再以一塊單晶矽為晶種，置入坩堝內(nèi)，讓融化的矽沾附在晶種上，再將晶種以邊拉邊旋轉(zhuǎn)方式抽離坩堝，而沾附在晶種上的矽亦隨之冷凝，形成與晶種相同排列的結(jié)晶。隨著晶種的旋轉(zhuǎn)上升，沾附的矽愈多，並且被拉引成表面粗糙的圓柱狀結(jié)晶棒。拉引及旋轉(zhuǎn)的速度愈慢則沾

5、附的矽結(jié)晶時(shí)間愈久，結(jié)晶棒的直徑愈大，反之則愈小。右圖(摘自中德公司目錄)為中德電子材料公司製作的晶棒(長度達(dá)一公尺，重量超過一百公斤)。（２）切片（SLICING）：　　　從坩堝中拉出的晶柱，表面並不平整，經(jīng)過工業(yè)級(jí)鑽石磨具的加工，磨成平滑的圓柱，並切除頭尾兩端錐狀段，形成標(biāo)準(zhǔn)的圓柱，被切除或磨削的部份則回收重新冶煉。接著以以高硬度鋸片或線鋸將圓柱切成片狀的晶圓(Wafer)(摘自中德公司目錄)。（３）邊緣研磨（EDGE－GRINDING）：　　　將片狀晶圓的圓周邊緣以磨具研磨成光滑的圓弧形，如此可(1)防止邊緣崩裂，(2)防止在後續(xù)的製程中產(chǎn)生熱應(yīng)力集中，(3)增加未來製程中鋪設(shè)光阻層

6、或磊晶層的平坦度。（４）研磨（LAPPING）與蝕刻（ETCHING）：　　　由於受過機(jī)械的切削，晶圚表面粗糙，凹凸不平，及沾附切屑或污漬，因此先以化學(xué)溶液(HF/HNO3)蝕刻(Etching)，去除部份切削痕跡，再經(jīng)去離子純水沖洗吹乾後，進(jìn)行表面研磨拋光，使晶圓像鏡面樣平滑，以利後續(xù)製程。研磨拋光是機(jī)械與化學(xué)加工同時(shí)進(jìn)行，機(jī)械加工是將晶圓放置在研磨機(jī)內(nèi)，將加工面壓貼在研磨墊(PolishingPad)磨擦，並同時(shí)滴入具腐蝕性的化學(xué)溶劑當(dāng)研磨液，讓磨削與腐蝕同時(shí)產(chǎn)生。研磨後的晶圓需用化學(xué)溶劑清除表面殘留的金屬碎屑或有機(jī)雜質(zhì)，再以去離子純水沖洗吹乾，準(zhǔn)備進(jìn)入植入電路製程。（5）退火（ANN

7、EALING）：　　將晶片在嚴(yán)格控制的條件下退火，以使晶片的阻質(zhì)穩(wěn)定。（6）拋光（POLISHING）：　　晶片小心翼翼地拋光，使晶片表面光滑與平坦，以利將來再加工。（7）洗淨(jìng)（CLEANING）：　　以多步驟的高度無污染洗淨(jìng)程序－包含各種高度潔淨(jìng)的清洗液與超音動(dòng)處理－除去晶片表面的所有污染物質(zhì)，使晶片達(dá)到可進(jìn)行晶片加工的狀態(tài)。（8）檢驗(yàn)（INSPECTION）：　　　晶片在無塵環(huán)境中進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，包含表面的潔淨(jìng)度、平