半導體封裝工藝的研究分析

對半導體封裝工藝的研究，先探析半導體工藝概述，能對其工作原理有一定的了解與掌握；再考慮半導體封裝工藝流程，目的是在作業階段嚴謹管控，能采用精細化管理模式，在細節上規避常規問題發生；再從新時代發展背景下提出半導體封裝工藝面臨的挑戰，建議把工作重心放在半導體封裝工藝質量控制方面，要對其要點內容全面掌握，才可有效提升半導體封裝工藝質量。

從半導體封裝工藝質量控制方面分析，在實踐階段就有較大難度，主要考慮該工藝流程較多，各流程均有明確的內容及要求，工藝流程間還有相互的影響性，在實踐作業階段需嚴謹控制，工作人員能本著嚴謹的工作態度多角度探析，在科技手段的合理應用下，提高半導體封裝工藝質量與技術水平，關系到實踐應用綜合成效，確保良好的綜合效益。

半導體工藝概述

半導體工藝主要是應用微細加工技術、膜技術，把芯片及其他要素在各個區域中充分連接，如：基板、框架等區域中，有利于引出接線端子，通過可塑性絕緣介質后灌封固定，使其形成一個整體，以立體結構方式呈現，最終形成半導體封裝工藝。半導體工藝概念也屬于半導體芯片封裝的狹義定義。從廣義方面探究，是指封裝工程，要與基板連接固定，再配置相應的電子設備，構建成一個完整的系統，并有較強的綜合性能。

半導體封裝工藝流程

半導體封裝工藝流程所包括的工作內容較多，如圖 1 所示，各流程中的具體要求不同，但作業流程間存在密切關系，還需在實踐階段詳細分析，具體內容如下。

芯片切割

半導體封裝工藝中半導體封裝工藝芯片切割，主要是把硅片切成單個芯片，并第一時間處理硅片上的硅屑，避免對后續工作開展及質量控制造成阻礙。

貼片工藝

貼片工藝主要考慮到硅片在磨片過程避免其電路受損，選擇外貼一層保護膜的方式對其有效處理，始終都強調著電路完整性。

焊接鍵合工藝

控制焊接鍵合工藝質量，會應用到不同類型的金線，并把芯片上的引線孔與框架襯墊上的引腳充分連接，保證芯片能與外部電路相連，影響工藝整體性 。通常情況下，會應用搭配摻雜金線、合金金線。

例如：摻雜金線包括 GS、GW、TS 三種型號，均處于半硬態的狀態。其中，GS 摻雜金線適合應用在弧高大于 250 μm 的高弧鍵合范疇內；GW 摻雜金線適合應用在弧高 200~300 μm 的中高弧鍵合范疇內；TS 摻雜金線適合應用在弧高 100~200 μm 的中低弧鍵合范疇內。而合金金線主要包括兩種型號，分別是 AG2、AG3，適合應用在弧高 70~100 μm 的低弧鍵合范疇內。較特殊的是摻雜金線、合金金線直徑可選擇性較多，如：0.013 mm、0.014 mm、0.015 mm、…、0.045 mm、0.050 mm、0.060 mm、0.070 mm。在工藝質量控制階段需依據作業要求及標準，合理選擇金線類型及直徑，也能滿足工藝質量管控要求。

塑封工藝

塑封元件的主要線路是模塑，塑封工藝的質量控制，是為了對各元件進行相應的保護，尤其是在外力因素影響下，部分元件損壞程度不同，需在工藝質量控制階段就能對元件物理特性詳細分析。

當前，在塑封工藝處理階段會主要應用 3 種方式，分別是陶瓷封裝、塑料封裝、傳統封裝，考慮全球芯片生產要求，所有封裝類型的比例控制也是一項極其重要的工作，在整個操作的過程中對人員綜合能力提出較高要求，把已經完工的芯片在環氧樹脂集合物的應用條件下，與引線框架包封在一起，先對引線鍵合的芯片、引線框架預熱處理，然后放在封裝模上（壓模機），啟動壓膜、關閉上下模，使樹脂處于半融化狀態被擠到模當中，待其充分填充及硬化后可開模取出成品。

在操作環節中需要注意的是突發性問題，如：封裝方式、尺寸差異等，建議在模具選擇與使用階段均能嚴謹控制，不能單一化地考慮模具專用設備的價格，還需保證整個工藝質量與作業成效，其中就把控自動上料系統（如圖 2 所示），在實踐中做好質量控制工作，才能實現預期作業目標。

后固化工藝

待塑封工藝處理工作完成后，還需對其進行后固化處理，重點考慮工藝周圍或管殼附近有多余材料，如：無關緊要的連接材料，還需在此環節中也需做好工藝質量控制，尤其是把管殼周圍多余的材料必須去除，避免影響整體工藝質量及外觀效果。

測試工藝

待上述工藝流程均順利地完成后，還需對該工藝的整體質量做好測試工作，此環節中應用到先進的測試技術及配套設施，保證各項條件能滿足測試工作開展要求。同時，還能在測試過程中對各信息數據詳細記錄，核心要點是芯片是否正常工作，主要是根據芯片性能等級進行詳細分析。因測試設備采購價格較高，會在此方面產生較大的投資成本，為避免產生不利的影響，依然是把工作要點放在工序段工藝質控方面，主要包含外觀檢測、電氣性能測試兩部分。

例如：電氣性能測試，主要是對集成電路進行測試，會選擇自動測試設備開展單芯片測試工作，還能在測試的過程中把各集成電路快速地插入到測試儀所對應的電氣連接小孔中，各小孔均有針，并有一定的彈性，與芯片的管腳充分接觸，順利地完成了電學測試工作。而外觀檢測，是工作人員借助顯微鏡對各完成封裝芯片詳細觀察，保證其外觀無瑕疵，也能確保半導體封裝工藝質量。

打標工藝

打標工藝是把已經完成測試的芯片傳輸到半成品倉庫中，完成最后的終加工，檢查工藝質量，做好包裝及發貨工作。此工藝的流程包括三方面。

1）電鍍。待管腳成型后，要在其表面涂刷防腐材料，避免管腳出現氧化、腐蝕等現象。通常情況下，均會采用電鍍沉淀技術，是因為大部分的管腳在加工階段均會選擇錫材料，考慮此類材料自身的性質與特點，也需做好防腐、防蝕工作。

2）打彎。簡單是說，是把上述環節中處理后的管腳進行成型操作，待鑄模成型后，能把集成電路的條帶置于管腳去邊成型工具中，主要是對管腳加工處理，控制管腳形狀，一般為 J 型或 L 型，并在其表面貼片封裝，也關系工藝整體質量。

3）激光打印。主要就是在已經成型的產品印制圖案，是在前期設計階段就做好了圖案設計工作，也相當于半導體封裝工藝的一種特殊標志（如圖 3 所示）。