先進封裝的重要設(shè)備有哪些

文章來源：Semika

原文作者：Semika

科技在不斷突破與創(chuàng)新，半導體技術(shù)在快速發(fā)展，芯片封裝技術(shù)也從傳統(tǒng)封裝發(fā)展到先進封裝，以更好地滿足市場的需求。先進封裝是相對傳統(tǒng)封裝所提出的概念，英文Advanced Packaging。

先進封裝已經(jīng)不是未來的高級技術(shù)，已經(jīng)開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用了，先進封裝的產(chǎn)線已經(jīng)被建設(shè)投產(chǎn)了，先進封裝的產(chǎn)品已經(jīng)得到了很多的應(yīng)用。

在先進封裝的產(chǎn)線上，可以看到很多先進封裝的重要設(shè)備，這些設(shè)備與傳統(tǒng)封裝技術(shù)產(chǎn)線上的設(shè)備并非一模一樣。

那先進封裝的重要設(shè)備有哪些呢？

首先，封裝Packaging，聽起來像是在說“包裝”。只是要把芯片封閉保護起來，還要把芯片里面的所有功能與外界的其他元件進行連接，這才是封裝要做的最主要事情。

先進封裝所需的重要設(shè)備，比傳統(tǒng)封裝的設(shè)備更為復雜，因為先進封裝要封裝更多的芯片在里面，要更高的精度，更復雜的動作，更快的速度，更高的質(zhì)量要求。而且先進封裝需要更加先進的封裝材料。

在先進封裝的產(chǎn)線上，具有清洗機、涂膠設(shè)備、刻蝕光刻機、植球機、打線機(wire Bond)、芯片鍵合機（Die Bond），回熔焊接，檢測設(shè)備等等。下面就主要的幾類設(shè)備做一下介紹。

這些設(shè)備中，清洗機聽起來相對簡單，但清洗機也絕對不是那么的簡單。清洗的優(yōu)劣，決定著產(chǎn)品的良率，性能及可靠性。有時更決定著工藝過程的成敗。

接觸芯片的零件的清洗，對塵埃、油污的要求，都是絕對嚴苛的，有的還要對零件表面的揮發(fā)氣體進行測量，對表面對不同物質(zhì)的親合性進行測量。而要達到這些要求，對清洗工藝的要求也往往非常復雜。一條清洗線也動輒十幾道 ，幾十道工藝過程，對零件進行物理的、化學的、生物級別的清洗與干燥。

封裝階段的膠水，作用一是把IC的不同部分粘結(jié)起來，作用二是把IC各個部分之間的間隙填充起來，作用三是把IC包裹保護起來。這也就基本形成了三個類別，一是點膠，二是填充，三是塑封（Moding）。

這些工藝過程，聽起來比較簡單，很容易理解。事實也確實如此。只是對膠量的控制，均勻性有很高的要求。膠水的壓力，出膠口的形狀，溫度，運動的平穩(wěn)性，設(shè)備的振動，空氣流動等，每一個環(huán)節(jié)都要精確控制。

涂膠的工藝的特性主要的還是決定于膠水的特性。在這里我們只談設(shè)備，不談耗材。

光刻機，是指晶圓級別上用來刻蝕芯片電路的。封裝過程也要用到光刻機，需要制作用于定位和精確定位芯片的封裝模板。光刻機可以用于制作這些封裝模板的微米級圖案。光刻機通過曝光光刻膠和進行顯影的過程，將圖案精確地轉(zhuǎn)移到封裝模板上。封裝過程所用光刻機線寬要求比較低，一般500nm的都能用了。

芯片鍵合機，是把芯片與基板連接在一起的設(shè)備，有兩種主要的方式，Wire Bond和Die Bond。Wire Bond設(shè)備通常被稱作綁線機，綁線機是用金屬引線把IC上的引腳與基板（Substrate）的引腳進行連接的設(shè)備。這個工藝中使用的金屬細線通常只有幾十微米，一根一根把金屬絲熔融在引腳上。這個過程在引腳多的芯片上就很耗時。

Die Bond設(shè)備有時被稱作貼片機或植片機。Die Bond是近些年才發(fā)展起來的技術(shù)，是通過金屬球陣列來進行連接，就是常說的BGA技術(shù)（Ball Grid Array）。Die Bond的連接方式效率更高，一次性可以連接所有引腳，所以生產(chǎn)數(shù)百數(shù)千引腳的芯片也很方便。還有就是Die Bond封裝更加緊湊，所以Die Bond是未來芯片鍵合的主要方式。

封裝應(yīng)用的其他的設(shè)備還有很多，比如切割機、分選機、回流焊，壓合機，熱壓機，固化爐，離子清洗機、打標機等。還有一類很重要的設(shè)備，就是檢測設(shè)備。檢測設(shè)備包括功能測試，外觀檢測，性能測試、尺寸測量等。生產(chǎn)中要加入很多位置的檢測和測試，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

最后放一張流程圖，作為本文的結(jié)尾。