Nhiều công ty chỉ tham gia vào một phần sản xuất chip nhất định. Ví dụ, Huawei, Qualcomm, Apple và MediaTek chỉ thiết kế chip; TSMC, SMIC và Hua Hong Semiconductor chỉ sản xuất chip, trong khi ASE và Changjiang Electronics Technology chỉ đóng gói và kiểm tra chip. Thị phần đóng gói và thử nghiệm trên toàn cầu của' cũng sẽ tăng từ 22% vào năm 2018 lên 32% vào năm 2025. Việc thiết kế và sản xuất chip đã thu hút nhiều sự chú ý. Hôm nay mình sẽ giới thiệu cho các bạn quy trình cuối cùng của công nghệ đóng gói chip-chip trong đóng gói và kiểm tra chip.
Gói đề cập đến trường hợp để gắn chip mạch tích hợp bán dẫn. Sử dụng một loạt công nghệ, con chip được đặt trên khung, cố định và kết nối, các đầu nối dây được rút ra và cố định bằng cách bọc bầu và cố định với một phương tiện cách điện bằng nhựa để tạo thành một cấu trúc ba chiều tổng thể. Khái niệm này là một định nghĩa hẹp về tính đóng gói. Theo thuật ngữ của giáo dân' đó là thêm một lớp vỏ vào chip và cố định nó trên bảng mạch.
Đóng gói theo nghĩa rộng hơn đề cập đến quá trình đóng gói, kết nối và cố định thân gói và chất nền để lắp ráp một hệ thống hoặc thiết bị điện tử hoàn chỉnh và đảm bảo hiệu suất chung của toàn bộ hệ thống. Kết hợp hai định nghĩa trước để tạo thành một khái niệm rộng về tính đóng gói.
Tại sao lại đóng gói?
Bao bì có ý nghĩa lớn. Để có được một con chip IC phải mất một quá trình dài từ thiết kế đến sản xuất. Tuy nhiên, một con chip khá nhỏ và mỏng. Nếu không áp dụng biện pháp bảo vệ bên ngoài, nó sẽ dễ bị trầy xước và hư hỏng. Ngoài ra, do kích thước của chip nhỏ nên việc lắp đặt nó trên bảng mạch bằng tay sẽ không dễ dàng nếu không sử dụng vỏ có kích thước lớn hơn. Lúc này, công nghệ đóng gói có ích.
Gói có các chức năng đặt, cố định, niêm phong, bảo vệ chip và nâng cao hiệu suất nhiệt điện. Nó cũng là cầu nối giữa thế giới bên trong của chip và mạch bên ngoài. Các tiếp điểm trên chip được kết nối với các chân của vỏ gói bằng dây và các chân này đi qua Các dây trên bảng in thiết lập kết nối với các thiết bị khác. Vì vậy, bao bì đóng một vai trò quan trọng trong mạch tích hợp.
1. Vai trò của bao bì chip
1, bảo vệ
Phân xưởng sản xuất chip bán dẫn có kiểm soát điều kiện sản xuất rất nghiêm ngặt, nhiệt độ ổn định, độ ẩm không đổi, kiểm soát kích thước hạt bụi không khí nghiêm ngặt và các biện pháp bảo vệ tĩnh điện nghiêm ngặt. Con chip trần chỉ được kiểm soát môi trường nghiêm ngặt như vậy. Sẽ không thất bại. Tuy nhiên, môi trường xung quanh chúng ta đang sống hoàn toàn không thể có tình trạng như vậy. Nhiệt độ thấp có thể là -40 ° C, nhiệt độ cao có thể là 60 ° C và độ ẩm có thể đạt 100%. Nếu nó là một sản phẩm ô tô, nhiệt độ làm việc của nó có thể cao hơn 120 ^ C. Đồng thời, sẽ có nhiều tạp chất bên ngoài, tĩnh điện và các vấn đề khác sẽ xâm nhập vào con chip mỏng manh. Do đó, việc đóng gói là cần thiết để bảo vệ chip tốt hơn và tạo môi trường làm việc tốt cho chip.
2, hỗ trợ
Hỗ trợ có hai chức năng. Một là hỗ trợ chip và cố định chip để việc kết nối mạch được thuận lợi. Hai là tạo thành một hình dạng nhất định để nâng đỡ toàn bộ thiết bị sau khi đóng gói xong, để toàn bộ thiết bị không dễ bị hư hỏng.
3, kết nối
Chức năng của kết nối là kết nối các điện cực của chip với mạch bên ngoài. Các chân được sử dụng để giao tiếp với mạch bên ngoài, và dây vàng kết nối các chân với mạch của chip. Bàn trượt dùng để chở chip, keo nhựa epoxy dùng để dán chip lên bàn trượt, các chốt dùng để nâng đỡ toàn bộ thiết bị, bao ni lông đóng vai trò cố định và bảo vệ.
4, tản nhiệt
Tản nhiệt tăng cường là phải tính đến việc tất cả các sản phẩm bán dẫn khi làm việc đều sinh ra nhiệt và khi nhiệt đạt đến một giới hạn nhất định sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của chip. Trên thực tế, bản thân các vật liệu khác nhau của gói có thể lấy đi một phần nhiệt. Tất nhiên, đối với hầu hết các chip có nhiệt lượng lớn, ngoài việc làm mát nhiệt độ thông qua vật liệu đóng gói, thì việc lắp thêm quạt hoặc tản nhiệt bằng kim loại trên chip cũng cần phải xem xét để đạt hiệu quả tản nhiệt tốt hơn.
5. Độ tin cậy
Bất kỳ gói hàng nào cũng cần hình thành một mức độ tin cậy nhất định, đây là chỉ số đo lường quan trọng nhất trong toàn bộ quy trình đóng gói. Con chip gốc sẽ bị phá hủy sau khi rời khỏi môi trường sống cụ thể và cần được đóng gói. Tuổi thọ làm việc của chip chủ yếu phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu đóng gói và quy trình đóng gói.
2. Loại gói và quy trình
Hiện tại có tổng cộng hàng nghìn loại gói độc lập và không có hệ thống thống nhất để xác định chúng. Một số được đặt tên theo thiết kế của chúng (DIP, loại phẳng, v.v.), một số được đặt tên theo công nghệ cấu trúc của chúng (bao bì nhựa, CERDIP, v.v.), một số được đặt tên theo thể tích của chúng và những người khác được đặt tên theo ứng dụng của chúng.
Công nghệ đóng gói chip đã trải qua nhiều thế hệ thay đổi. Các chỉ số kỹ thuật được nâng cao hơn từ thế hệ này sang thế hệ khác, bao gồm tỷ lệ diện tích chip trên diện tích gói ngày càng gần, tần suất sử dụng ngày càng cao, khả năng chịu nhiệt ngày càng tốt và số lượng ghim. Việc tăng, giảm khoảng cách giữa các dây dẫn, giảm trọng lượng, cải thiện độ tin cậy và sử dụng thuận tiện hơn, v.v., tất cả đều là những thay đổi có thể nhìn thấy được. Bài viết này sẽ không mô tả quá nhiều ở đây, những ai quan tâm có thể tự tìm và tìm hiểu các loại gói.
Quy trình đóng gói chính được giải thích dưới đây:
Quá trình đóng gói nói chung có thể được chia thành hai phần. Các bước quy trình trước khi bao bì nhựa trở thành hoạt động đầu cuối, và các bước quy trình sau khi đúc trở thành hoạt động cuối cùng. Quy trình cơ bản của quy trình bao gồm: làm mỏng tấm wafer, cắt tấm wafer, gắn chip, công nghệ đúc, loại bỏ flash, cắt và tạo hình sườn, hàn và mã hóa, v.v. Các bước sau đây cụ thể cho từng bước:
1, đoạn đầu tiên:
Backgrinding: Backgrinding của wafer vừa xuất hiện tại hiện trường sẽ đạt được độ dày yêu cầu của gói. Khi mài mặt sau, dán băng dính ở mặt trước để bảo vệ vùng mạch. Sau khi mài, tháo băng.
WaferSaw: Dán gương tròn lên tấm phim màu xanh lam, sau đó cắt gương tròn thành từng viên xúc xắc, sau đó làm sạch xúc xắc.
Kiểm tra quang học: kiểm tra xem có chất thải không
DieAttach: gắn chết, bảo dưỡng bằng bạc (để chống oxy hóa), liên kết dây.
2, phần sau:
Tiêm: Để tránh tác động bên ngoài, niêm phong sản phẩm bằng EMC (hợp chất nhựa) và nung nóng để đông cứng đồng thời.
Đánh máy laser: Khắc nội dung tương ứng lên sản phẩm. Ví dụ: ngày sản xuất, lô, v.v.
Bảo dưỡng ở nhiệt độ cao: Bảo vệ cấu trúc bên trong của vi mạch và loại bỏ ứng suất bên trong.
để loại bỏ đèn flash: cắt các góc.
Mạ: cải thiện độ dẫn điện và tăng cường khả năng hàn.
Kiểm tra phế phẩm tạo hình.
Đây là một quy trình đóng gói chip hoàn chỉnh. công nghệ đóng gói chip của' của đất nước tôi đã đi đầu trên thế giới, cung cấp nền tảng tốt để chúng tôi phát triển mạnh mẽ chip. Trong vài năm tới, tốc độ tăng trưởng chung của ngành chip sẽ duy trì trên 30%. Đây là một tốc độ tăng trưởng rất ấn tượng, có nghĩa là quy mô của ngành sẽ tăng gấp đôi trong vòng chưa đầy ba năm. Sự tăng trưởng nhanh chóng như vậy sẽ mang lại lợi ích cho ba phân khu chính của ngành công nghiệp chip-thiết kế, sản xuất, đóng gói và thử nghiệm (gọi tắt là" P& T"). Tôi tin rằng với sự nỗ lực của người dân Trung Quốc, trình độ thiết kế và chế tạo của chúng ta một ngày nào đó sẽ có thể vươn ra thế giới và dẫn đầu thời đại.