Forschung und Analyse des Halbleiterverpackungsprozesses

Überblick über den Halbleiterprozess
Der Halbleiterprozess umfasst in erster Linie die Anwendung von Mikrofabrikations- und Filmtechnologien, um Chips und andere Elemente innerhalb verschiedener Bereiche, wie etwa Substrate und Rahmen, vollständig zu verbinden.Dies erleichtert das Herausziehen der Leitungsanschlüsse und die Einkapselung mit einem isolierenden Kunststoffmedium, um ein integriertes Ganzes zu bilden, das als dreidimensionale Struktur dargestellt wird und letztendlich den Halbleiterverpackungsprozess abschließt.Der Begriff des Halbleiterprozesses bezieht sich auch auf die enge Definition der Verpackung von Halbleiterchips.Im weiteren Sinne bezieht es sich auf die Verpackungstechnik, die das Anschließen und Befestigen am Substrat, die Konfiguration der entsprechenden elektronischen Geräte und den Aufbau eines Komplettsystems mit starker Gesamtleistung umfasst.

Prozessablauf bei der Halbleiterverpackung
Der Halbleiter-Packaging-Prozess umfasst mehrere Aufgaben, wie in Abbildung 1 dargestellt. Jeder Prozess hat spezifische Anforderungen und eng miteinander verbundene Arbeitsabläufe, die eine detaillierte Analyse während der praktischen Phase erfordern.Der spezifische Inhalt ist wie folgt:

1. Spanschneiden
Beim Chip-Schneiden im Halbleiterverpackungsprozess werden Siliziumwafer in einzelne Chips zerteilt und Siliziumrückstände umgehend entfernt, um Hindernisse für die nachfolgende Arbeit und Qualitätskontrolle zu vermeiden.

2. Chipmontage
Beim Chipmontageprozess liegt der Schwerpunkt auf der Vermeidung von Schaltkreisschäden beim Waferschleifen durch Aufbringen einer Schutzfilmschicht, wobei die Schaltkreisintegrität konsequent betont wird.

3. Drahtbondprozess
Um die Qualität des Drahtbondprozesses zu kontrollieren, müssen verschiedene Arten von Golddrähten verwendet werden, um die Bondpads des Chips mit den Rahmenpads zu verbinden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Chip mit externen Schaltkreisen verbunden werden kann und die Gesamtintegrität des Prozesses aufrechterhalten wird.Typischerweise werden dotierte Golddrähte und legierte Golddrähte verwendet.

Dotierte Golddrähte: Zu den Typen gehören GS, GW und TS, geeignet für hohen Lichtbogen (GS: >250 μm), mittelhohen Lichtbogen (GW: 200–300 μm) und mittelniedrigen Lichtbogen (TS: 100–200). μm) Bindung bzw.
Legierte Golddrähte: Zu den Typen gehören AG2 und AG3, geeignet für Low-Arc-Bonden (70–100 μm).
Die Durchmesseroptionen für diese Drähte reichen von 0,013 mm bis 0,070 mm.Die Auswahl des geeigneten Typs und Durchmessers basierend auf betrieblichen Anforderungen und Standards ist für die Qualitätskontrolle von entscheidender Bedeutung.

4. Formprozess
Der Hauptschaltkreis in Formelementen ist die Kapselung.Die Kontrolle der Qualität des Formprozesses schützt die Komponenten, insbesondere vor äußeren Kräften, die unterschiedlich starke Schäden verursachen.Dazu gehört eine gründliche Analyse der physikalischen Eigenschaften der Komponenten.

Derzeit werden hauptsächlich drei Methoden verwendet: Keramikverpackungen, Kunststoffverpackungen und traditionelle Verpackungen.Die Steuerung des Anteils jedes Verpackungstyps ist entscheidend, um den weltweiten Bedarf an Chipproduktion zu decken.Während des Prozesses sind umfassende Fähigkeiten erforderlich, wie z. B. das Vorwärmen des Chips und des Leadframes vor der Verkapselung mit Epoxidharz, das Formen und das Aushärten nach dem Formen.

5. Nachhärtungsprozess
Nach dem Formprozess ist eine Nachhärtung erforderlich, wobei der Schwerpunkt auf der Entfernung überschüssiger Materialien rund um den Prozess oder die Verpackung liegt.Die Qualitätskontrolle ist unerlässlich, um eine Beeinträchtigung der Gesamtqualität und des Erscheinungsbilds des Prozesses zu vermeiden.

6.Testprozess
Sobald die vorherigen Prozesse abgeschlossen sind, muss die Gesamtqualität des Prozesses mithilfe fortschrittlicher Testtechnologien und -einrichtungen getestet werden.Dieser Schritt umfasst eine detaillierte Datenaufzeichnung, wobei der Schwerpunkt darauf liegt, ob der Chip basierend auf seinem Leistungsniveau normal funktioniert.Angesichts der hohen Kosten für Prüfgeräte ist es von entscheidender Bedeutung, die Qualitätskontrolle während der gesamten Produktionsphase aufrechtzuerhalten, einschließlich Sichtprüfung und Prüfung der elektrischen Leistung.

Elektrische Leistungsprüfung: Hierbei werden integrierte Schaltkreise mit automatischen Testgeräten getestet und sichergestellt, dass jeder Schaltkreis für die elektrische Prüfung ordnungsgemäß angeschlossen ist.
Visuelle Inspektion: Techniker verwenden Mikroskope, um die fertig verpackten Chips gründlich zu inspizieren, um sicherzustellen, dass sie frei von Mängeln sind und den Qualitätsstandards für Halbleiterverpackungen entsprechen.

7. Markierungsprozess
Der Markierungsprozess umfasst die Übergabe der getesteten Chips an ein Halbfertiglager zur Endverarbeitung, Qualitätsprüfung, Verpackung und zum Versand.Dieser Prozess umfasst drei Hauptschritte:

1) Galvanisieren: Nach dem Formen der Leitungen wird ein Korrosionsschutzmaterial aufgetragen, um Oxidation und Korrosion zu verhindern.Typischerweise wird die galvanische Abscheidungstechnologie verwendet, da die meisten Leitungen aus Zinn bestehen.
2) Biegen: Die verarbeiteten Leitungen werden dann geformt, wobei der integrierte Schaltkreisstreifen in ein Leitungsformwerkzeug gelegt wird, um die Leitungsform (J- oder L-Typ) und die oberflächenmontierte Verpackung zu steuern.
3) Laserdruck: Abschließend werden die geformten Produkte mit einem Design bedruckt, das als besondere Markierung für den Halbleiterverpackungsprozess dient, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Herausforderungen und Empfehlungen
Das Studium der Halbleiter-Packaging-Prozesse beginnt mit einem Überblick über die Halbleitertechnologie, um ihre Prinzipien zu verstehen.Als nächstes zielt die Untersuchung des Verpackungsprozessablaufs darauf ab, eine sorgfältige Kontrolle während des Betriebs sicherzustellen und durch ein verfeinertes Management Routineprobleme zu vermeiden.Im Kontext der modernen Entwicklung ist es von entscheidender Bedeutung, Herausforderungen bei Halbleiter-Packaging-Prozessen zu identifizieren.Es wird empfohlen, sich auf Aspekte der Qualitätskontrolle zu konzentrieren und die wichtigsten Punkte gründlich zu beherrschen, um die Prozessqualität effektiv zu verbessern.

Aus Sicht der Qualitätskontrolle ergeben sich erhebliche Herausforderungen bei der Umsetzung, da sich zahlreiche Prozesse mit spezifischen Inhalten und Anforderungen gegenseitig beeinflussen.Im praktischen Betrieb ist eine strenge Kontrolle erforderlich.Durch eine sorgfältige Arbeitseinstellung und den Einsatz fortschrittlicher Technologien können die Qualität und das technische Niveau des Halbleiterverpackungsprozesses verbessert werden, wodurch eine umfassende Anwendungseffektivität gewährleistet und hervorragende Gesamtvorteile erzielt werden (wie in Abbildung 3 dargestellt).