半导体封装工艺的研究分析

半导体封装工艺的研究分析

蔡钦洪,蔡荣洪

深圳扬兴科技有限公司 518000

摘要：对半导体封装工艺的研究，先探析半导体工艺概述，能对其工作原理有一定的了解与掌握；再考虑半导体封装工艺流程，目的是在作业阶段严谨管控，能采用精细化管理模式，在细节上规避常规问题发生；再从新时代发展背景下提出半导体封装工艺面临的挑战，建议把工作重心放在半导体封装工艺质量控制方面，要对其要点内容全面掌握，才可有效提升半导体封装工艺质量。

关键词：半导体；封装工艺；质量控制

从半导体封装工艺质量控制方面分析，在实践阶段就有较大难度，主要考虑该工艺流程较多，各流程均有明确的内容及要求，工艺流程间还有相互的影响性，在实践作业阶段需严谨控制，工作人员能本着严谨的工作态度多角度探析，在科技手段的合理应用下，提高半导体封装工艺质量与技术水平，关系到实践应用综合成效，确保良好的综合效益。

1半导体工艺概述

半导体工艺主要是应用微细加工技术、膜技术，把芯片及其他要素在各个区域中充分连接，如：基板、框架等区域中，有利于引出接线端子，通过可塑性绝缘介质后灌封固定，使其形成一个整体，以立体结构方式呈现，最终形成半导体封装工艺。半导体工艺概念也属于半导体芯片封装的狭义定义。从广义方面探究，是指封装工程，要与基板连接固定，再配置相应的电子设备，构建成一个完整的系统，并有较强的综合性能。

2半导体封装工艺流程

半导体封装工艺流程所包括的工作内容较多，各流程中的具体要求不同，但作业流程间存在密切关系，还需在实践阶段详细分析，具体内容如下。

2.1芯片切割

半导体封装工艺中半导体封装工艺芯片切割，主要是把硅片切成单个芯片，并第一时间处理硅片上的硅屑，避免对后续工作开展及质量控制造成阻碍。

2.2贴片工艺

贴片工艺主要考虑到硅片在磨片过程避免其电路受损，选择外贴一层保护膜的方式对其有效处理，始终都强调着电路完整性。

2.3焊接键合工艺

控制焊接键合工艺质量，会应用到不同类型的金线，并把芯片上的引线孔与框架衬垫上的引脚充分连接，保证芯片能与外部电路相连，影响工艺整体性。通常情况下，会应用搭配掺杂金线、合金金线。例如：掺杂金线包括GS、GW、TS三种型号，均处于半硬态的状态。其中，GS掺杂金线适合应用在弧高大于250μm的高弧键合范畴内；GW掺杂金线适合应用在弧高200~300μm的中高弧键合范畴内；TS掺杂金线适合应用在弧高100~200μm的中低弧键合范畴内。而合金金线主要包括两种型号，分别是AG2、AG3，适合应用在弧高70~100μm的低弧键合范畴内。较特殊的是掺杂金线、合金金线直径可选择性较多，如：0.013mm、0.014mm、0.015mm、…、0.045mm、0.050mm、0.060mm、0.070mm。在工艺质量控制阶段需依据作业要求及标准，合理选择金线类型及直径，也能满足工艺质量管控要求。

2.4塑封工艺

塑封元件的主要线路是模塑，塑封工艺的质量控制，是为了对各元件进行相应的保护，尤其是在外力因素影响下，部分元件损坏程度不同，需在工艺质量控制阶段就能对元件物理特性详细分析。当前，在塑封工艺处理阶段会主要应用3种方式，分别是陶瓷封装、塑料封装、传统封装，考虑全球芯片生产要求，所有封装类型的比例控制也是一项极其重要的工作，在整个操作的过程中对人员综合能力提出较高要求，把已经完工的芯片在环氧树脂集合物的应用条件下，与引线框架包封在一起，先对引线键合的芯片、引线框架预热处理，然后放在封装模上（压模机），启动压膜、关闭上下模，使树脂处于半融化状态被挤到模当中，待其充分填充及硬化后可开模取出成品。

2.5后固化工艺

待塑封工艺处理工作完成后，还需对其进行后固化处理，重点考虑工艺周围或管壳附近有多余材料，如：无关紧要的连接材料，还需在此环节中也需做好工艺质量控制，尤其是把管壳周围多余的材料必须去除，避免影响整体工艺质量及外观效果。

2.6测试工艺

待上述工艺流程均顺利地完成后，还需对该工艺的整体质量做好测试工作，此环节中应用到先进的测试技术及配套设施，保证各项条件能满足测试工作开展要求。同时，还能在测试过程中对各信息数据详细记录，核心要点是芯片是否正常工作，主要是根据芯片性能等级进行详细分析。因测试设备采购价格较高，会在此方面产生较大的投资成本，为避免产生不利的影响，依然是把工作要点放在工序段工艺质控方面，主要包含外观检测、电气性能测试两部分。

2.7打标工艺

打标工艺是把已经完成测试的芯片传输到半成品仓库中，完成最后的终加工，检查工艺质量，做好包装及发货工作。此工艺的流程包括三方面。1）电镀。待管脚成型后，要在其表面涂刷防腐材料，避免管脚出现氧化、腐蚀等现象。通常情况下，均会采用电镀沉淀技术，是因为大部分的管脚在加工阶段均会选择锡材料，考虑此类材料自身的性质与特点，也需做好防腐、防蚀工作。2）打弯。简单是说，是把上述环节中处理后的管脚进行成型操作，待铸模成型后，能把集成电路的条带置于管脚去边成型工具中，主要是对管脚加工处理，控制管脚形状，一般为J型或L型，并在其表面贴片封装，也关系工艺整体质量。

3半导体封装工艺面临的挑战

半导体封装的现有工艺手段正在逐步得到改进，半导体封装中的自动化设备与技术手段能否得到推广普及运用，直接决定了半导体封装的预期效果实现程度。目前现有的半导体封装处理工艺仍然存在滞后性的缺陷，企业技术人员对于半导体的自动封装处理设备系统没有进行充分地利用。因此，缺少自动控制技术支撑的半导体封装处理流程将会产生较多的人力成本与时间成本消耗，而且不利于企业技术人员严格控制半导体封装的质量效果。

4半导体封装工艺质量控制要点

在目前的情况下，半导体封装的工艺技术手段已经获得了明显地优化改进。但是从总体角度来讲，半导体封装的工艺流程与工艺方法没有达到最为完善程度。半导体的设备组成部件具有精密性的特征，对于半导体实施封装操作的基本工艺流程步骤较为复杂。具体而言，确保半导体的封装工艺达到良好质量要求应当包含以下的质量控制要点。1）准确核对半导体的结构部件型号。半导体的产品组成结构具有复杂性，企业技术人员为了达到正确封装半导体系统设备的目标，那么关键前提就要体现在严格核对半导体的部件型号与规格。作为企业的零件采购人员必须要负责全面审查半导体型号，避免采购的半导体组成部件型号出现错误。企业技术人员在全面组装与密封半导体的结构件过程中，应当确保再次核查半导体的结构件是否存在型号规格的错误，从而达到准确匹配半导体各种型号结构件的目的。2）全面引进自动化的封装工艺设备系统。自动化的产品封装生产线目前已经在半导体企业中广泛投入使用，半导体的制造生产企业在全面引进自动封装生产线的前提下，编制完善的作业流程及管理方案，在生产阶段就能做好质量处理工作，对于企业人工劳动的成本进行了合理控制。半导体的生产制造企业人员目前对于自动化的封装工艺生产线应当能够予以实时性的控制监管，能对各工艺进展情况详细掌握，进一步完善具体的信息数据，均是重要的参考依据，切实避免半导体的自动封装操作过程存在错误。

5结语

半导体封装工艺需从广义、狭义角度分别探究，只有对其内涵充分理解与掌握，才能对该工艺的作业流程全面掌握，并在具体的工作环节中处理常规问题，始终都控制着整体质量。在此基础上，也能加强芯片切割工艺、贴片工艺、焊接键合工艺、塑封工艺、后固化工艺、测试工艺、打标工艺的控制力度，面对新的挑战能有具体的解决方案及措施，借助现代化技术手段，有效提升工艺质量与技术水平，也能影响着相关领域的发展成效。

参考文献

[1]丁小宏，杨春梅.半导体封装生产线工艺流程探讨[J].无线互联科技，2020，17（19）：71-72.