Przewodnik po procesach back-endowych półprzewodników (część 2): formowanie, wykończenie ołowiem oraz pakowanie taśm i szpul

Faza 3: Kapsułkowanie i formowanie opakowania

Formowanie opakowań

Formowanie transferowe polega na zamknięciu spoiwa i połączeń drutowych w żywicy epoksydowej (EMC), co zapewnia:

• Ochrona mechaniczna przed wstrząsami i wibracjami

• Bariera wilgoci i chemiczna

• Ścieżka zarządzania ciepłem

Nowoczesne prasy formujące osiągają:

• Siła zacisku: 50-200 ton

• Ciśnienie transferu: 50-150 kg/cm²

• Temperatura utwardzania: 175°C przez 60-120 sekund

Nowe alternatywy:Formowanie kompresyjne w zastosowaniach typu FOWLP (ang. wafer-level package) i SiP (system-in-package).

Inspekcja ramki wyprowadzeniowej

Kontrole kontrolne po formowaniu:

• Wypływka formy na przewodach

• Odkształcenie opakowania (

• Obecność pustki w materiale kapsułkującym

• Współplanarność ołowiu

Cięcie i formowanie przewodów

W przypadku obudów opartych na ramkach wyprowadzeniowych, cięcie wyprowadzeń oddziela poszczególne jednostki od paska, po czym następuje formowanie wyprowadzeń w celu utworzenia konfiguracji typu „gull-wing” (SOP/QFP), „J-lead” (PLCC) lub przewlekanej.

Cynowanie (wykończenie ołowiem)

Cynowanie galwaniczne lub zanurzeniowe zapewnia:

• Możliwość lutowania w montażu powierzchniowym

• Odporność na utlenianie podczas przechowywania

• Zgodność z normami bezołowiowymi (stopy Sn, SnAg, SnBi)

Typowa grubość powłoki:3-15 μm w zależności od wymagań lutowalności i specyfikacji okresu trwałości.

Faza 4: Ostateczne przetwarzanie i zapewnienie jakości

Oznaczenie ołowiu

Znakowanie laserowe umożliwia trwałą identyfikację każdego urządzenia za pomocą:

• Logo producenta i numer części

• Możliwość śledzenia kodu daty/partii

• Wskaźnik orientacji pinu 1

• Kraj pochodzenia (jeśli wymagany)

Systemy laserów YAG i światłowodowych zapewniają kontrast znaków, nie uszkadzając integralności obudowy ani pobliskich warstw pasywacyjnych.

Ostateczna inspekcja

Kompleksowa inspekcja obejmuje:

• Weryfikacja jakości znaku (kontrast, wyrównanie, czytelność)

• Kontrola wymiarów opakowań

• Integralność ołowiu (brak wygięcia lub uszkodzenia)

• Wykrywanie wad powierzchniowych (pęknięcia, zanieczyszczenia)

Opakowania, taśmy i rolki

Ostateczne formaty opakowań zależą od wymagań klienta dotyczących montażu:

Opakowania w postaci taśm i rolek wykorzystują wytłoczoną taśmę nośną z zamknięciem w postaci taśmy wierzchniej, zgodną z normami EIA-481 dotyczącymi wymiarów odstępu i specyfikacji rolek.

Kontrola taśm i szpul

Końcowa kontrola jakości wyjściowej obejmuje:

• Orientacja komponentów w jamie

• Integralność uszczelnienia taśmą

• Weryfikacja rolki i etykiety

• Zgodność opakowań z poziomem wrażliwości na wilgoć (MSL)

Kontrola jakości w całym procesie back-end

W nowoczesnych zakładach produkujących półprzewodniki wdrażana jest statystyczna kontrola procesów (SPC) na każdym etapie:

• Metrologia in-line:Kontrola wymiarowa i wizualna w czasie rzeczywistym

• Testowanie niezawodności:Cykle temperaturowe, walidacja HAST i HTSL

• Systemy śledzenia:Pełne śledzenie partii od płytki do wysyłki

Nowe trendy w technologii back-end

Krajobraz zaplecza półprzewodnikowego rozwija się szybko:

• Opakowanie na poziomie wafla (WLP):Warstwy redystrybucyjne i uderzenia zastępują tradycyjne wiązania drutowe

• Technologie Fan-Out:Umożliwia heterogeniczną integrację wykraczającą poza ograniczenia rozmiaru płytki

• Uderzenie słupa miedzianego:Połączenia typu flip-chip o małym skoku dla urządzeń o dużej liczbie wejść/wyjść

• Wiązanie termokompresyjne:Bardzo mały skok (

• Podłoża matryc osadzonych:Aktywne komponenty w warstwach PCB do miniaturyzacji

Wniosek

Zrozumienie całego procesu produkcji półprzewodników – od cięcia płytek, przez pakowanie na taśmę i szpule – jest niezbędne do optymalizacji wydajności, zapewnienia niezawodności i osiągnięcia celów kosztowych. Osiem etapów omówionych w Części 2 (formowanie, formowanie wyprowadzeń, galwanizacja, znakowanie, kontrola końcowa i pakowanie) przekształca delikatny, połączony układ scalony w solidny komponent gotowy do montażu powierzchniowego.

Specjaliści ds. zaopatrzenia i łańcucha dostaw mogą dzięki znajomości procesów Części 1 i Części 2 lepiej ocenić dostawców, negocjować umowy jakościowe i analizować awarie w przypadku problemów występujących w terenie.