Många företag deltar bara i en viss del av chiptillverkningen. Till exempel designar Huawei, Qualcomm, Apple och MediaTek bara chips; TSMC, SMIC och Hua Hong Semiconductor tillverkar endast chips, medan ASE och Changjiang Electronics Technology endast paketerar och testar chips. Kinas förpacknings- och testandel av den globala andelen kommer också att hoppa från 22% 2018 till 32% 2025. Designen och tillverkningen av chips har väckt stor uppmärksamhet. Idag kommer jag att presentera den sista processen för chipproduktionschipförpackningsteknik i chipförpackningar och testning.
Paketet avser 2000-förpackningen för montering av halvledarintegrerade kretschips. Med hjälp av en serie tekniker läggs chipet ut på ramen, fixeras och ansluts, och ledningsterminalerna dras ut och fixeras genom potting och fixering med ett plastisolerande medium för att bilda en övergripande tredimensionell struktur. Detta begrepp är en snäv definition av inkapsling. I lekmannatermer är det att lägga till ett skal till chipet och fixa det på kretskortet.
Förpackning i vidare bemärkelse avser förpackningsprocessen, som ansluter och fixar förpackningskroppen och substratet för att montera ett komplett system eller elektronisk enhet, och säkerställer hela systemets övergripande prestanda. Kombinera de två tidigare definitionerna för att bilda ett brett koncept för inkapsling.
Varför kapsla in sig?
Förpackningar har stor betydelse. Det tar en lång process från design till tillverkning för att få ett IC-chip. Ett chip är dock ganska litet och tunt. Om inget externt skydd appliceras kommer det lätt att repas och skadas. Dessutom, eftersom chipets storlek är liten, är det inte lätt att manuellt installera det på kretskortet om ett större hölje inte används. För närvarande är förpackningstekniken praktisk.
Förpackningen har funktioner för att placera, fixera, försegla, skydda chipet och förbättra elektrotermisk prestanda. Det är också en bro mellan chipens inre värld och den externa kretsen. Kontakterna på chipet är anslutna till förpackningsskalets stift med ledningar, och dessa stift passerar genom Ledningarna på det tryckta kortet upprättar anslutningar med andra enheter. Därför spelar förpackningar en viktig roll i integrerade kretsar.
1. Chipförpackningens roll
1, skydd
Halvledarchipets produktionsverkstad har mycket strikt produktionsförhållanden kontroll, konstant temperatur, konstant luftfuktighet, strikt luftdamm partikelstorlekskontroll och strikta elektrostatiska skyddsåtgärder. Det nakna chipet är bara under så strikt miljökontroll. Kommer inte att misslyckas. Men den omgivande miljön vi lever i är helt omöjlig att ha sådana förhållanden. Den låga temperaturen kan vara -40°C, den höga temperaturen kan vara 60°C, och luftfuktigheten kan nå 100%. Om det är en bilprodukt kan arbetstemperaturen vara så hög som 120 ^C ovan. Samtidigt kommer det att finnas olika yttre föroreningar, statisk elektricitet och andra problem som kommer att invadera det bräckliga chipet. Därför behövs förpackningar för att bättre skydda chippet och skapa en bra arbetsmiljö för chippet.
2, stöd
Supporten har två funktioner. Den ena är att stödja chippet och fixa chippet för att underlätta anslutningen av kretsen. Den andra är att bilda en viss form för att stödja hela enheten efter att förpackningen är klar, så att hela enheten inte skadas lätt.
3, anslut
Anslutningens funktion är att ansluta chipens elektroder till den externa kretsen. Stiften används för att kommunicera med den externa kretsen, och guldtråden förbinder stiften med chipkretsen. Glidbordet används för att bära chippet, epoxihartslimmet används för att fästa och skydda chippet på glidbordet, stiften används för att stödja hela enheten och plastförpackningen spelar en roll för att fixa och skydda.
4, värmeavledning
Förbättrad värmeavledning är att ta hänsyn till att alla halvledarprodukter kommer att generera värme när de arbetar, och när värmen når en viss gräns kommer det att påverka chipens normala funktion. Faktum är att de olika materialen i själva förpackningen kan ta bort en del av värmen. Naturligtvis, för de flesta chips med en stor mängd värme, förutom att kyla temperaturen genom förpackningsmaterialet, är det också nödvändigt att överväga att installera en extra metallfläns eller fläkt på chipet för att uppnå bättre värmeavledningseffekt.
5. Tillförlitlighet
Alla förpackningar måste utgöra en viss grad av tillförlitlighet, vilket är det viktigaste mätindexet i hela förpackningsprocessen. Det ursprungliga chipet kommer att förstöras efter att ha lämnat den specifika livsmiljön och måste förpackas. Chipens livslängd beror främst på valet av förpackningsmaterial och förpackningsprocesser.
2. Pakettyp och process
Det finns för närvarande totalt tusentals oberoende pakettyper och det finns inget enhetligt system för att identifiera dem. Vissa är uppkallade efter sin design (DIP, platt typ, etc.), vissa är uppkallade efter sin strukturella teknik (plastförpackningar, CERDIP, etc.), vissa är uppkallade efter sin volym, och andra är uppkallade efter deras tillämpning.
Chipförpackningstekniken har genomgått flera generationer av förändringar. De tekniska indikatorerna är mer avancerade från en generation till nästa, inklusive förhållandet mellan spånområde och paketområde som kommer närmare och närmare, användningsfrekvensen blir högre och högre, temperaturbeständigheten blir bättre och bättre och antalet stift. Ökningen, minskningen av blyavståndet, viktminskningen, förbättringen av tillförlitligheten och den bekvämare användningen etc., är alla synliga förändringar. Den här artikeln kommer inte att göra för mycket beskrivning här, och de som är intresserade kan hitta och lära sig pakettypen själva.
Den huvudsakliga förpackningsprocessen förklaras nedan:
Förpackningsprocessen kan i allmänhet delas in i två delar. Processen går före plastförpackningar blir frontend-drift, och processen steg efter gjutningen blir backend-drift. Det grundläggande processflödet inkluderar: wafer gallring, wafer skärning, spånmontering, gjutningsteknik, blixtborttagning, ribbskärning och formning, lödning och kodning, etc. Följande steg är specifika för varje steg:
1, första stycket:
Backgrinding: Backgrinding av wafer som just kom ut på scenen kommer att uppnå den önskade tjockleken på paketet. Vid slipning på baksidan, stick tejp på framsidan för att skydda kretsområdet. Ta bort tejpen efter slipningen.
WaferSaw: Klistra in den runda spegeln på den blå filmen, skär sedan den runda spegeln i enskilda tärningar och rengör sedan tärningarna.
Optisk inspektion: kontrollera om det finns avfall
DieAttach: stansa fast, silverpasta härdning (för att förhindra oxidation), trådbindning.
2, den senare delen:
Injektion: För att förhindra yttre påverkan, försegla produkten med EMC (plastförening) och värm den för att härda samtidigt.
Lasertypning: Gravera motsvarande innehåll på produkten. Till exempel: produktionsdatum, batch etc.
Högtemperaturhärdning: Skydda IC:s inre struktur och eliminera inre påfrestningar.
för att ta bort blixten: trimma hörnen.
Plätering: förbättra elektrisk ledningsförmåga och förbättra svetsbarheten.
Skiva formning kontrollera avfallsprodukter.
Detta är en komplett spånförpackningsprocess. Mitt lands chipförpackningsteknik har legat i framkant i världen, vilket ger en bra grund för oss att kraftfullt utveckla chips. Under de närmaste åren kommer chipindustrins totala tillväxttakt att ligga kvar över 30 procent. Detta är en mycket imponerande tillväxttakt, vilket innebär att industrins storlek kommer att fördubblas på mindre än tre år. En sådan snabb tillväxt kommer att gynna de tre stora underavdelningarna av chipindustrins design, tillverkning, förpackning och testning (kallad "P&T"). Jag tror att med det kinesiska folkets ansträngningar kommer vår design- och tillverkningsnivå en dag att kunna gå till världen och leda tiden.