Handleiding voor het back-endproces van halfgeleiders (deel 2): ​​spuitgieten, afwerking van de leidingen en tape-and-reel-verpakking

Fase 3: Inkapseling en verpakkingsvorming

Verpakkingsvormgeving

Bij transfer molding worden de chip en draadverbindingen ingekapseld in epoxy molding compound (EMC), wat het volgende oplevert:

• Mechanische bescherming tegen schokken en trillingen

• Vocht- en chemische barrière

• Thermisch beheerpad

Moderne vormpersen bereiken het volgende:

• Klemkracht: 50-200 ton

• Overdrachtsdruk: 50-150 kg/cm²

• Uithardingstemperatuur: 175 °C gedurende 60-120 seconden

Opkomende alternatieven:Compressievormen voor fan-out wafer-level packaging (FOWLP) en system-in-package (SiP) toepassingen.

Loodframe-inspectie

Controle na het vormen:

• Schimmelvorming op draden

• Verpakkingsvervorming (

• Aanwezigheid van een lege ruimte in de inkapseling

• Coplanariteit van de leiding

Snij- en vormgereedschap

Bij op leadframes gebaseerde behuizingen worden de afzonderlijke eenheden door middel van lead cutting van de strip gescheiden, waarna de lead wordt gevormd om gull-wing (SOP/QFP), J-lead (PLCC) of through-hole configuraties te creëren.

Vertinnen (loodafwerking)

Galvaniseren of vertinnen door onderdompeling biedt:

• Soldeerbaarheid voor oppervlaktemontage

• Oxidatiebestendigheid tijdens opslag

• Loodvrije conformiteit (Sn-, SnAg- en SnBi-legeringen)

Gebruikelijke laagdikte:3-15 μm, afhankelijk van de soldeerbaarheidseisen en de houdbaarheidsspecificaties.

Fase 4: Eindverwerking en kwaliteitscontrole

Loodmarkering

Lasermarkering identificeert elk apparaat permanent met:

• Logo van de fabrikant en onderdeelnummer

• Traceerbaarheid op basis van datum/lotcode

• Oriëntatie-indicator voor pin 1

• Land van herkomst (indien vereist)

YAG- en fiberlasersystemen bieden contrastrijke markeringen zonder de integriteit van de behuizing of nabijgelegen passiveringslagen aan te tasten.

Eindinspectie

Een uitgebreide inspectie omvat:

• Kwaliteitscontrole van de markeringen (contrast, uitlijning, leesbaarheid)

• Maatcontrole van de verpakking

• Onbeschadigde leidingen (geen buiging of beschadiging)

• Detectie van oppervlaktedefecten (scheuren, vervuiling)

Verpakking en tape & reel

De uiteindelijke verpakkingsvormen zijn afhankelijk van de montage-eisen van de klant:

Bij tape-and-reel-verpakkingen wordt gebruikgemaakt van een dragertape met reliëf en een afdichtende tape, conform de EIA-481-normen voor spoedafmetingen en spoelspecificaties.

Band- en spoelinspectie

De uiteindelijke kwaliteitscontrole bij uitgaande producten omvat:

• Componentoriëntatie in de holte

• integriteit van de tapeafdichting

• Controle van spoel en etiket

• Naleving van de verpakkingseisen met betrekking tot het vochtgevoeligheidsniveau (MSL).

Kwaliteitscontrole gedurende het gehele back-end verwerkingsproces

Moderne back-endfaciliteiten voor halfgeleiders implementeren statistische procescontrole (SPC) in elke fase:

• Inline-metrologie:Dimensionale en visuele inspectie in realtime

• Betrouwbaarheidstesten:Validatie van temperatuurcycli, HAST en HTSL

• Traceerbaarheidssystemen:Volledige traceerbaarheid van de batch, van wafer tot verzending.

Opkomende trends in back-endtechnologie

Het back-end-landschap van halfgeleiders ontwikkelt zich snel:

• Wafer-Level Packaging (WLP):Herverdelingslagen en bumping vervangen traditionele draadverbindingen.

• Fan-Out-technologieën:Maak heterogene integratie mogelijk, voorbij de beperkingen van wafergrootte.

• Koperen pilaarbotsing:Flip-chip interconnectie met fijne pitch voor apparaten met veel I/O-aansluitingen

• Thermocompressieverbinding:Ultrafijne pitch (

• Ingebedde chipsubstraten:Actieve componenten binnen PCB-lagen voor miniaturisatie

Conclusie

Inzicht in de volledige back-end processtroom van halfgeleiders – van het snijden van wafers tot de uiteindelijke tape-and-reel verpakking – is essentieel voor het optimaliseren van de opbrengst, het waarborgen van de betrouwbaarheid en het behalen van de kostendoelstellingen. De acht stappen die in deel 2 worden behandeld (vormen, leadvorming, galvaniseren, markeren, eindinspectie en verpakking) transformeren een kwetsbare, onderling verbonden chip in een robuust, voor oppervlaktemontage geschikt component.

Voor professionals in inkoop en supply chain management biedt kennis van zowel deel 1 als deel 2 van de processen een betere basis voor leveranciersevaluatie, kwaliteitsafsprakenonderhandelingen en foutenanalyse wanneer zich problemen in het veld voordoen.