半导体封测工艺简介

功率模块封测工艺流程表面贴装路线 晶元接收,存储(wafer receiving and storage) ---> 贴片(wafer mount) ---> 划片(wafer saw) --->丝网印刷(screen print) ---> 芯片安放(die mount)--->框架安放(frame mount)--->回流焊(reflow)--->助焊剂清 洗(flux cleaning) --->银胶树脂装片(Ag epoxy die attach)---> 铝线键 合(Al wire bond)--->金线/铜线键合(Au/Cu wire bond)--->塑封 (mold)---> 去飞边(de-flash)---> 后固化(post mold cure)---> 电镀 (plating) ---> 切筋,打弯(Trim & Form) ---> 电性能测试(electrical test)--->打标(marking)---> 包装(packing)--->出货(ship)

丝网印刷(screen print) 锡膏是芯片和载体的连接物质,丝网印刷是将锡膏通过印刷的方式均匀 涂在载体基板的表面.

丝网印刷机印刷组件

YAMAHA YVP丝网印刷机

印有锡膏的基板 印有锡膏的基板

芯片安放(die mount) 芯片通过自动贴片机被放在印有锡膏的载体基板上

贴片机核心组件

上贴上了芯片的基板

回流焊(reflow) 在回流焊之前,有一步手动工序---将框架放到印有锡膏并贴有芯片的基 板.然后放入回流焊炉使锡膏融化,将芯片,基板和框架焊接在一起.

印刷贴片后

放上框架

回流焊后

助焊剂清洗(flux cleaning) 助焊剂清洗工艺并不加入新的物料,该步骤是为了将锡膏中的助焊剂去 除(助焊剂残留在封装中会引发质量问题) 不同类型的锡膏要使用不同的清洗的方式,如药水喷淋,超声水中震荡等.

Finnsonic 超声水中震荡式助焊剂清洗机

银胶树脂装片(die attach) 银胶树脂装片将控制芯片放到载体(通常是框架)上.ESEC2008 自动银胶树脂贴片机 焊接焊接头组件

烘胶单元

铝丝键合(wire bond)用铝丝将功率芯片与芯片,芯片与载体连接.

铝丝键合前后

OE7200自动铝丝键合机

铝丝键合前后

金丝/铜丝键合(wire bond) 用金丝或铜丝将控制芯片与芯片,芯片与载体连接.放线,焊头及步进组件

ESEC3200自动金/铜丝键合机 铝丝键合前后 金/铜丝键合前后

塑封(mold) 塑封是将完成电路连接的芯片-载体用树脂密封的工艺 塑封设备有自动(包括所有的上下料)和手动(手动上下料)

FUSEI手动塑封机(包括压机, 上下料附属机构) 塑封前

塑封后

激光去飞边(Laser de-flash) 功率模块的去飞边包括框架引脚上的飞边和基板面上的飞边. 前者在 电镀时去除,后者需要用激光去除.这里介绍激光去飞边.激光去飞边机

激光头,吸尘头,轨道 激光前 激光后

后固化(post mold cure) 后固化是为了是塑封料(树脂)在高温条件下完成高分子反应,达到最终 的物理/化学状态,释放塑封体内的热应力. 本工序在烘箱内完成,依靠温度和时间.没有物料的加入

电镀(包括去飞边)(plating(de-flash)) 电镀是将框架的外引脚镀

上一层锡,为客户端的电路板组装做的准备. 在电镀的同时,还可以加入去飞边,常用的方法是高压水冲洗电镀前 电镀后

切筋,打弯(Trim & Form) 切筋和弯脚两个工序的合称,因为通常在同一设备上完成而合并.切筋是切去框 架上不必要的多余部分,打弯是将外引脚弯曲成设计所需的形状.完成该工序后, 封装完成. 对于不需要弯脚的产品,只需切筋即可.

SamilTech切筋,打弯机 切筋,打弯前

切筋模 切筋后

弯脚模 弯脚后

电性能测试(electrical test) 电性能测试顾名思义是测试独立的封装体是否具有设计的电气功能,通 常打标功能集成在测试设备上.ShibaSoku测试系统+Pentamaster材料输送系统(包括激光打标系统)

打标(marking) 打标是打印上封装体的信息(如产品名称,厂家,批次,产地等)以便客户 采购,使用 标识可以用油墨，也可以是激光打印，现在多数是激光打标.一般将 打标功能集成在测试设备上

一个典型的功率模块的封装流程Solder die attach Wafer WM/SAW IGBT attach FRD attach Ag Epoxy die attach

LV/HVIC attach

Diode attach

Thermistor attach

Heat sink attach

Oven cure

Plasma cleaning

Al WB

Cu WB

Mold

De-flash

PMC

Plating

ISO test

Trim & Form

Electrical test

Mark

Packing