Panduan Bagian Belakang Semikonduktor (Bagian 1): Pemotongan Wafer, Pemasangan Die & Pengikatan Kawat

Fase 1: Persiapan dan Pemotongan Wafer

Input Wafer Selesai

Proses bagian belakang (back-end) dimulai dengan wafer jadi—cakram silikon lengkap yang berisi ratusan hingga ribuan sirkuit terpadu identik. Wafer ini telah menjalani fotolitografi, etsa, implantasi ion, dan metalisasi selama fabrikasi bagian depan (front-end).

Inspeksi Wafer (Pra-Pemotongan)

Sebelum pemisahan mekanis, wafer menjalani inspeksi optik otomatis (AOI) menggunakan sistem pencitraan resolusi tinggi. Langkah ini mengidentifikasi:

• Cacat pada sisi depan (front-end) menyebar ke sisi belakang (back-end).

• Kelengkungan atau variasi ketebalan wafer

• Kontaminasi yang memengaruhi kualitas pemotongan dadu

Peralatan utama:Sistem inspeksi wafer dengan algoritma pengenalan pola dan kemampuan klasifikasi cacat.

Pemotongan Wafer (Pemotongan Dadu)

Pemotongan wafer memisahkan kepingan individual menggunakan gergaji mata pisau berlian presisi atau sistem ablasi laser. Teknologi pemotongan modern meliputi:

Parameter proses—kecepatan spindel, laju umpan, dan pendinginan—secara langsung memengaruhi kualitas tepi cetakan dan keandalan selanjutnya.

Inspeksi Pasca Pemotongan Dadu

Inspeksi kedua memverifikasi:

• Pengelupasan atau retakan mikro pada tepi cetakan.

• Dimensi cetakan sesuai spesifikasi

• Integritas lapisan perekat (untuk wafer yang direkatkan)

Fase 2: Perakitan dan Interkoneksi Die

Pemasangan Cetakan (Pengikatan Cetakan)

Proses pemasangan die attach memasang setiap die individual ke leadframe, substrat laminasi, atau kemasan keramik menggunakan:

• Perekat cetakan epoksi:Perekat konduktif berisi perak untuk manajemen termal

• Penyertaan cetakan eutektik:Paduan emas-silikon untuk aplikasi dengan keandalan tinggi.

• Pasang dengan solder lunak:Paduan solder bebas timbal untuk perangkat daya

Kontrol proses kritis meliputi ketebalan garis ikatan (biasanya 25-50 μm), cakupan bebas rongga, dan akurasi penempatan die yang tepat (±25 μm).

Inspeksi Cetakan

Inspeksi pasca-pemasangan mengkonfirmasi:

• Akurasi orientasi dan rotasi cetakan

• Pengendalian rembesan perekat

• Tidak ada retakan pada cetakan akibat gaya penempatan.

Pengikatan Kawat

Wire bonding menciptakan interkoneksi listrik antara bantalan ikatan die dan kaki paket menggunakan kawat ultrahalus (diameter 15-50 μm). Tiga teknologi utama mendominasi:

Pengikatan Bola Termosin (TSB)

• Kawat emas atau tembaga

• Alat kapiler membentuk ikatan bola dan jahitan.

• Kecepatan pemrosesan 15-20 ikatan/detik

Pengikatan Baji Ultrasonik

• Kawat aluminium untuk aplikasi tenaga listrik

• Proses suhu ruangan

• Cocok untuk perangkat yang sensitif terhadap suhu.

Varian Lanjutan

• Pengikatan kawat Cu (pengurangan biaya, peningkatan konduktivitas)

• Pengikatan pita (modul daya arus tinggi)

• Pengikatan dengan jarak antar bantalan yang rapat (

Inspeksi Wirebond

Sistem inspeksi ikatan kawat otomatis (AWBI) memverifikasi:

• Akurasi penempatan ikatan (±3 μm)

• Konsistensi ketinggian lingkaran kawat

• Tidak ada sapuan atau kendur pada kabel.

• Kepatuhan uji geser bola dan uji tarik kawat