今天这期,小枣君重点来聊聊封装的具体工艺流程。
之前介绍了,封装有很多种形式,包括传统封装和先进封装。
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不同的封装,流程和工艺不一样。我整个写完之后,发现字数太多(1万多字)。为了降低阅读难度,我决定拆成两篇(传统封装篇、先进封装篇)来发。
今天先发的,是传统封装篇。
传统封装的工艺流程
传统封装,大致流程是这样的:
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我们一个个来看。
传统封装的第一步,是对晶圆进行减薄()——通过研磨晶圆背面的方式,减少晶圆的厚度(从原始的600–800μm减薄到几十至一百μm,甚至更薄)。
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减薄的目的主要有三个:
一是减小芯片的尺寸,满足封装的要求。
二是获得更好的散热效果。
三是提升电学性能,降低寄生效应(芯片过厚会增加寄生电容和信号传输延迟)和导通电阻。
减薄也需要注意,避免影响晶圆的机械强度,否则可能导致晶圆在后面的工艺中发生破裂。另外,减薄过程中产生的热应力,也可能导致晶圆弯曲、报废。
目前减薄所采用的工艺,就是晶圆制造那期说的CMP机械化学研磨那些。
减薄ing
减薄之后,要开始正式切割(Dicing)了。
切割前,在晶圆的正面覆盖一层保护蓝膜,以防止在切割过程中晶粒受损。
晶圆非常脆弱。随着时间的推移,芯片的精密度越来越高,晶圆上芯片的间隙越来越小,对切割技术的要求也就随之增加。
早期常用的切割方式,是机械切割。通过高速旋转的超薄金刚石刀片,沿着晶圆上预先设定的沟槽(即晶圆划线),就可以完成切割。
切割过程中,会用纯水冲洗,进行冷却,同时去除碎屑。
机械切割比较简单、成本较低,但是,切割精度不高、速度慢、容易出现崩边等问题,所以,逐渐被淘汰。
后来,就有了激光切割,也就是通过高能量激光束进行切割。
激光切割也分为全切和隐切两种。
全切:激光束直接照射在晶圆表面,贯穿整个晶圆厚度,完全切断晶圆。这种方法切割速率极快,但会产生碎屑和热量,需要进行清理和冷却。
隐切:分为两步,首先使用激光束聚焦于晶圆的内部,在晶圆内部形成微细的裂纹,而表面保持完整。然后,通过机械手段,均匀拉伸贴在晶圆背后的胶带。随着胶带的扩展,晶圆上的单个芯片沿着激光预切割的路径分离开来,完成切割。