Guide des procédés de fabrication des semi-conducteurs (Partie 2) : Moulage, finition des broches et conditionnement en bande et bobine

Phase 3 : Encapsulation et formation de l'emballage

Moulage d'emballage

Le moulage par transfert encapsule la puce et les liaisons filaires dans un composé de moulage époxy (EMC), offrant :

• Protection mécanique contre les chocs et les vibrations

• Barrière contre l'humidité et les produits chimiques

• Chemin de gestion thermique

Les presses à mouler modernes permettent d'obtenir :

• Force de serrage : 50 à 200 tonnes

• Pression de transfert : 50-150 kg/cm²

• Température de polymérisation : 175 °C pendant 60 à 120 secondes

Alternatives émergentes :Moulage par compression pour les applications d'encapsulation au niveau de la plaquette (FOWLP) et de système dans le boîtier (SiP).

Inspection du cadre conducteur

Contrôles d'inspection après moulage :

• Éclats de moisissure sur les plombs

• Déformation du boîtier (

• Présence de vides dans l'encapsulant

• coplanarité principale

Découpe et formage des pistes

Pour les boîtiers à grille de connexion, la découpe des broches sépare les unités individuelles de la bande, suivie du formage des broches pour créer des configurations en aile de mouette (SOP/QFP), en J (PLCC) ou traversantes.

Étamage (finition au plomb)

Le traitement électrolytique ou l'étamage par immersion permet d'obtenir :

• Soudabilité pour assemblage en surface

• Résistance à l'oxydation pendant le stockage

• Conformité sans plomb (alliages Sn, SnAg, SnBi)

Épaisseur typique du placage :3 à 15 μm selon les exigences de soudabilité et les spécifications de durée de conservation.

Phase 4 : Traitement final et assurance qualité

Marquage au plomb

Le marquage laser permet d'identifier chaque appareil de manière permanente grâce à :

• Logo du fabricant et référence de la pièce

• traçabilité du code de date/lot

• indicateur d'orientation de la broche 1

• Pays d'origine (le cas échéant)

Les systèmes laser YAG et à fibre permettent d'obtenir un contraste de marquage sans endommager l'intégrité du boîtier ni les couches de passivation voisines.

Inspection finale

L'inspection complète comprend :

• Vérification de la qualité du marquage (contraste, alignement, lisibilité)

• Contrôles dimensionnels des colis

• Intégrité du plomb (absence de pliage ou de dommage)

• Détection des défauts de surface (fissures, contamination)

Emballage et ruban adhésif en bobine

Les formats d'emballage finaux dépendent des exigences d'assemblage du client :

L'emballage en bande et bobine utilise une bande porteuse gaufrée avec un scellage par bande de couverture, conforme aux normes EIA-481 pour les dimensions de pas et les spécifications de bobine.

Inspection des bandes et bobines

Le contrôle qualité final avant expédition comprend :

• Orientation des composants dans la cavité

• Intégrité du joint du ruban adhésif

• Vérification de la bobine et de l'étiquette

• Conformité des emballages au niveau de sensibilité à l'humidité (MSL)

Contrôle qualité tout au long du traitement en aval

Les installations modernes de fabrication de semi-conducteurs mettent en œuvre le contrôle statistique des processus (SPC) à chaque étape :

• Métrologie en ligne :Inspection dimensionnelle et visuelle en temps réel

• Tests de fiabilité :Validation par cyclage thermique, HAST et HTSL

• Systèmes de traçabilité :Suivi complet du lot, de la plaquette à l'expédition

Tendances émergentes dans les technologies back-end

Le paysage des systèmes de production de semi-conducteurs évolue rapidement :

• Conditionnement au niveau de la plaquette (WLP) :Les couches de redistribution et le bumpage remplacent les liaisons filaires traditionnelles.

• Technologies de diffusion en éventail :Permettre l'intégration hétérogène au-delà des contraintes de taille des plaquettes

• Pilier de cuivre qui cogne :Interconnexion flip-chip à pas fin pour les dispositifs à E/S élevées

• Collage par thermocompression :Pas ultra-fin (

• Substrats de puces intégrées :Composants actifs intégrés aux couches du circuit imprimé pour la miniaturisation

Conclusion

Comprendre l'intégralité du processus de fabrication des semi-conducteurs, de la découpe des plaquettes à l'encapsulation finale sur bande et bobine, est essentiel pour optimiser le rendement, garantir la fiabilité et respecter les objectifs de coûts. Les huit étapes décrites dans la partie 2 (moulage, formation des broches, métallisation, marquage, contrôle final et encapsulation) transforment une puce fragile et interconnectée en un composant robuste, prêt pour le montage en surface.

Pour les professionnels des achats et de la chaîne d'approvisionnement, la connaissance des processus de la partie 1 et de la partie 2 permet une meilleure évaluation des fournisseurs, une négociation plus efficace des accords de qualité et une analyse des défaillances lorsque des problèmes surviennent sur le terrain.