Pananaliksik at Pagsusuri ng Proseso ng Semiconductor Packaging

Pangkalahatang-ideya ng Proseso ng Semiconductor
Pangunahing kinasasangkutan ng proseso ng semiconductor ang paglalapat ng microfabrication at mga teknolohiya ng pelikula upang ganap na ikonekta ang mga chip at iba pang elemento sa loob ng iba't ibang rehiyon, tulad ng mga substrate at frame. Pinapadali nito ang pagkuha ng mga lead terminal at encapsulation gamit ang isang plastic insulating medium upang bumuo ng isang pinagsama-samang kabuuan, na ipinakita bilang isang three-dimensional na istraktura, sa huli ay nakumpleto ang proseso ng pag-package ng semiconductor. Ang konsepto ng proseso ng semiconductor ay nauukol din sa makitid na kahulugan ng semiconductor chip packaging. Mula sa isang mas malawak na pananaw, ito ay tumutukoy sa packaging engineering, na kinabibilangan ng pagkonekta at pag-aayos sa substrate, pag-configure ng kaukulang elektronikong kagamitan, at pagbuo ng isang kumpletong sistema na may malakas na komprehensibong pagganap.

Daloy ng Proseso ng Semiconductor Packaging
Ang proseso ng pag-package ng semiconductor ay may kasamang maraming gawain, tulad ng inilalarawan sa Figure 1. Ang bawat proseso ay may mga partikular na kinakailangan at malapit na nauugnay na mga daloy ng trabaho, na nangangailangan ng detalyadong pagsusuri sa panahon ng praktikal na yugto. Ang partikular na nilalaman ay ang mga sumusunod:

1. Pagputol ng Chip
Sa proseso ng pag-iimpake ng semiconductor, ang pagputol ng chip ay nagsasangkot ng paghiwa ng mga silicon na wafer sa mga indibidwal na chip at agarang pag-alis ng mga labi ng silikon upang maiwasan ang mga hadlang sa kasunod na trabaho at kontrol sa kalidad.

2. Pag-mount ng Chip
Ang proseso ng pag-mount ng chip ay nakatuon sa pag-iwas sa pagkasira ng circuit sa panahon ng paggiling ng wafer sa pamamagitan ng paglalagay ng protective film layer, na patuloy na nagbibigay-diin sa integridad ng circuit.

3. Proseso ng Wire Bonding
Ang pagkontrol sa kalidad ng proseso ng wire bonding ay kinabibilangan ng paggamit ng iba't ibang uri ng mga gintong wire upang ikonekta ang mga bonding pad ng chip sa mga frame pad, na tinitiyak na ang chip ay maaaring kumonekta sa mga panlabas na circuit at mapanatili ang pangkalahatang integridad ng proseso. Kadalasan, ginagamit ang mga doped na gintong wire at alloyed gold wire.

Doped Gold Wire: Kasama sa mga uri ang GS, GW, at TS, na angkop para sa high-arc (GS: >250 μm), medium-high arc (GW: 200-300 μm), at medium-low arc (TS: 100-200 μm) bonding ayon sa pagkakabanggit.
Alloyed Gold Wire: Kasama sa mga uri ang AG2 at AG3, na angkop para sa low-arc bonding (70-100 μm).
Ang mga opsyon sa diameter para sa mga wire na ito ay mula 0.013 mm hanggang 0.070 mm. Ang pagpili ng naaangkop na uri at diameter batay sa mga kinakailangan at pamantayan ng pagpapatakbo ay mahalaga para sa kontrol ng kalidad.

4. Proseso ng Paghubog
Ang pangunahing circuitry sa mga elemento ng paghubog ay nagsasangkot ng encapsulation. Ang pagkontrol sa kalidad ng proseso ng paghubog ay nagpoprotekta sa mga bahagi, lalo na mula sa mga panlabas na puwersa na nagdudulot ng iba't ibang antas ng pinsala. Ito ay nagsasangkot ng masusing pagsusuri sa mga pisikal na katangian ng mga sangkap.

Tatlong pangunahing pamamaraan ang kasalukuyang ginagamit: ceramic packaging, plastic packaging, at tradisyonal na packaging. Ang pamamahala sa proporsyon ng bawat uri ng packaging ay mahalaga upang matugunan ang mga pangangailangan sa paggawa ng chip sa buong mundo. Sa panahon ng proseso, kailangan ang mga komprehensibong kakayahan, tulad ng pag-preheating ng chip at lead frame bago ang encapsulation na may epoxy resin, molding, at post-mold curing.

5. Proseso ng Post-Curing
Pagkatapos ng proseso ng paghubog, kinakailangan ang paggamot pagkatapos ng paggamot, na nakatuon sa pag-alis ng anumang labis na materyales sa paligid ng proseso o pakete. Ang kontrol sa kalidad ay mahalaga upang maiwasang maapektuhan ang pangkalahatang kalidad at hitsura ng proseso.

6. Proseso ng Pagsubok
Kapag nakumpleto na ang mga nakaraang proseso, ang kabuuang kalidad ng proseso ay dapat na masuri gamit ang mga advanced na teknolohiya at pasilidad sa pagsubok. Ang hakbang na ito ay nagsasangkot ng detalyadong pag-record ng data, na tumutuon sa kung ang chip ay gumagana nang normal batay sa antas ng pagganap nito. Dahil sa mataas na halaga ng mga kagamitan sa pagsubok, mahalagang mapanatili ang kontrol sa kalidad sa buong yugto ng produksyon, kabilang ang visual na inspeksyon at pagsubok sa pagganap ng kuryente.

Pagsubok sa Pagganap ng Elektrisidad: Ito ay nagsasangkot ng pagsubok sa mga integrated circuit gamit ang awtomatikong kagamitan sa pagsubok at pagtiyak na ang bawat circuit ay maayos na konektado para sa electrical testing.
Visual na Inspeksyon: Gumagamit ang mga technician ng mga mikroskopyo upang masusing suriin ang mga natapos na naka-package na chips upang matiyak na wala silang mga depekto at nakakatugon sa mga pamantayan ng kalidad ng packaging ng semiconductor.

7. Proseso ng Pagmamarka
Ang proseso ng pagmamarka ay nagsasangkot ng paglilipat ng mga nasubok na chips sa isang semi-tapos na bodega para sa panghuling pagproseso, inspeksyon ng kalidad, packaging, at pagpapadala. Kasama sa prosesong ito ang tatlong pangunahing hakbang:

1) Electroplating: Pagkatapos mabuo ang mga lead, isang anti-corrosion na materyal ang inilalapat upang maiwasan ang oksihenasyon at kaagnasan. Ang teknolohiyang electroplating deposition ay karaniwang ginagamit dahil karamihan sa mga lead ay gawa sa lata.
2)Baluktot: Ang mga naprosesong lead ay hinuhubog, kung saan ang integrated circuit strip ay inilagay sa isang lead forming tool, na kinokontrol ang lead shape (J o L type) at surface-mounted packaging.
3) Laser Printing: Sa wakas, ang mga nabuong produkto ay naka-print na may disenyo, na nagsisilbing isang espesyal na marka para sa proseso ng pag-iimpake ng semiconductor, tulad ng inilalarawan sa Figure 3.

Mga Hamon at Rekomendasyon
Ang pag-aaral ng mga proseso ng packaging ng semiconductor ay nagsisimula sa isang pangkalahatang-ideya ng teknolohiya ng semiconductor upang maunawaan ang mga prinsipyo nito. Susunod, ang pagsusuri sa daloy ng proseso ng packaging ay naglalayong tiyakin ang maselang kontrol sa panahon ng mga operasyon, gamit ang pinong pamamahala upang maiwasan ang mga karaniwang isyu. Sa konteksto ng modernong pag-unlad, ang pagtukoy sa mga hamon sa mga proseso ng pag-package ng semiconductor ay mahalaga. Inirerekomenda na tumuon sa mga aspeto ng kontrol sa kalidad, lubusang pinagkadalubhasaan ang mga pangunahing punto upang epektibong mapahusay ang kalidad ng proseso.

Pagsusuri mula sa pananaw ng kontrol sa kalidad, may mga malalaking hamon sa panahon ng pagpapatupad dahil sa maraming proseso na may partikular na nilalaman at mga kinakailangan, na ang bawat isa ay nakakaimpluwensya sa isa't isa. Ang mahigpit na kontrol ay kailangan sa panahon ng mga praktikal na operasyon. Sa pamamagitan ng pag-aampon ng isang maselan na saloobin sa trabaho at paglalapat ng mga advanced na teknolohiya, ang kalidad ng proseso ng packaging ng semiconductor at mga teknikal na antas ay maaaring mapabuti, na tinitiyak ang komprehensibong pagiging epektibo ng aplikasyon at pagkamit ng mahusay na pangkalahatang mga benepisyo. (tulad ng ipinapakita sa Figure 3).