封裝工藝設(shè)備：核心設(shè)備為減薄機(jī)、劃片機(jī)、固晶機(jī)、鍵合機(jī)、塑封機(jī)等以及前道圖形化設(shè)備。

減薄機(jī)：減薄指的是晶圓（正面已布好電路的硅片）在后續(xù)劃片之前需要進(jìn)行背面減薄(Backside grinding)，目前主要通過磨輪（砂輪）磨削晶圓背面，以降低封裝高度，減小芯片體積。標(biāo)準(zhǔn)的減薄流程如下圖所示。減薄機(jī)結(jié)構(gòu)主要包括粗磨（講究效率）&精磨（講究質(zhì)量）磨輪、成片臺(tái)、機(jī)械手、料籃等。晶圓吸附在承片臺(tái)上，通過粗磨、精磨工位上的磨輪進(jìn)行減薄，減薄完成后，通過機(jī)械手將完成加工的晶圓傳輸?shù)搅匣@里，然后再把整個(gè)料籃拿到撕貼膜一體機(jī)上，去撕除貼在晶圓表面的保護(hù)膜，并粘貼上劃片膜，為后續(xù)劃切工藝做好準(zhǔn)備。

劃片機(jī)：一個(gè)晶圓通常由幾百個(gè)至數(shù)千個(gè) 芯片連在一起。它們之間留有80um 至150um的間隙，此間隙被稱之為劃片街區(qū)（Saw Street）；將每一個(gè)具有獨(dú)立電氣性能的芯片分離出來的過程叫做劃片或切割（Dicing Saw）?？煞譃樯拜喦懈詈图す馇懈顑煞N方式。砂輪切割是目前應(yīng)用最為廣泛的一種劃片方式。主要采用金剛石顆粒和粘合劑組成的刀片，經(jīng)主軸聯(lián)動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，與被加工材料相互磨削，并以一定速度進(jìn)給將晶圓逐刀分割成獨(dú)立芯片。在工藝過程因殘余應(yīng)力和機(jī)械損傷導(dǎo)致的崩裂等缺陷，是制約砂輪劃片發(fā)展的主要問題。

固晶機(jī)：也稱貼片機(jī)，將芯片從已經(jīng)切割好的晶圓（Wafer）上抓取下來，并安置在基板對(duì)應(yīng)的Die flag上，利用銀膠（Epoxy）把芯片和基板粘接起來。貼片機(jī)可高速、高精度地貼放元器件，并實(shí)現(xiàn)定位、對(duì)準(zhǔn)、倒裝、連續(xù)貼裝等關(guān)鍵步驟。固晶機(jī)主要由點(diǎn)膠系統(tǒng)、物料傳輸系統(tǒng)、固晶系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)組成。首先由點(diǎn)膠系統(tǒng)在封裝基板對(duì)應(yīng)位置上進(jìn)行點(diǎn)膠，而后固晶系統(tǒng)與物料傳輸系統(tǒng)相互配合，從藍(lán)膜上精確地拾取芯片，準(zhǔn)確地將芯片放置在封裝基板涂覆了粘合劑的位置上；接著對(duì)芯片施加壓力，在芯片與封裝基板之間形成厚度均勻的粘合劑層；在承載臺(tái)和物料傳輸系統(tǒng)的進(jìn)給/夾持機(jī)構(gòu)上，分別需要一套視覺系統(tǒng)來完成芯片和封裝基板的定位，將芯片位置的精確信息傳遞給運(yùn)動(dòng)控制模塊，使運(yùn)動(dòng)控制模塊能夠在實(shí)時(shí)狀態(tài)下調(diào)整控制參數(shù)，完成精確固晶。

鍵合機(jī)：鍵合（Bonding）是通過物理或化學(xué)的方法將兩片表面光滑且潔凈的晶圓貼合在一起，以輔助半導(dǎo)體制造工藝或者形成具有特定功能的異質(zhì)復(fù)合晶圓。鍵合技術(shù)有很多種，通常根據(jù)晶圓的目標(biāo)種類可劃分為晶圓-晶圓鍵合（Wafer-to-Wafer，W2W）和芯片-晶圓鍵合（Die-to-Wafer，D2W）；根據(jù)鍵合完成后是否需要解鍵合，又可分為臨時(shí)鍵合（Temporary Bonding）和永久鍵合（Permanant Bonding）；根據(jù)待鍵合晶圓間是否引入輔助界面夾層，還可分為直接鍵合鍵合、間接鍵合、混合鍵合（Hybrid Bonding）等；根據(jù)傳統(tǒng)和先進(jìn)與否，傳統(tǒng)方法包括引線鍵合（Wire Bonding），先進(jìn)方法采用倒裝芯片鍵合（Flip Chip Bonding）、混合鍵合等。

塑封機(jī)：塑封機(jī)能夠?qū)⑿酒煽康胤庋b到一定的塑料外殼內(nèi)，可分為轉(zhuǎn)注封裝與壓塑封裝，先進(jìn)封裝背景下壓塑封裝為未來趨勢(shì)。轉(zhuǎn)注封裝成型主要用于含芯片的引線框架封裝成型，壓塑封裝成型主要用于大面積的晶圓或板級(jí)封裝成型，但兩者也有封裝產(chǎn)品的交集，如含芯片的框架或基板較大面積的封裝成型，如 100mmX300mm QFN或BGA封裝成型，所以兩種成型方式不是孤立的。但隨著生產(chǎn)效率越來越高、芯片小型化和扁平化的發(fā)展趨勢(shì)，壓塑封裝將是發(fā)展的方向。

前道圖形化設(shè)備：先進(jìn)封裝與傳統(tǒng)封裝工藝流程最大的區(qū)別在于增加了前道圖形化的工序，主要包括PVD或CVD等薄膜沉積設(shè)備、涂膠顯影設(shè)備、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、電鍍機(jī)等。先進(jìn)與傳統(tǒng)封裝均需要減薄機(jī)、劃片機(jī)、固晶機(jī)、塑封機(jī)、鍵合機(jī)等設(shè)備，與傳統(tǒng)封裝不同的是，先進(jìn)封裝也需要晶圓制造的前道圖形化設(shè)備，如TSV需要硅刻蝕鉆孔、需要PVD來制作種子銅層，凸塊也需要涂膠顯影、光刻、刻蝕來制作更精細(xì)的間距。

本文轉(zhuǎn)載自：光學(xué)與半導(dǎo)體綜研

轉(zhuǎn)載內(nèi)容僅代表作者觀點(diǎn)

不代表上海隱冠半導(dǎo)體立場(chǎng)