คู่มือขั้นตอนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสุดท้าย (ตอนที่ 2): การขึ้นรูป การตกแต่งผิวตะกั่ว และการบรรจุภัณฑ์แบบเทปและรีล

ขั้นตอนที่ 3: การห่อหุ้มและการขึ้นรูปบรรจุภัณฑ์

การขึ้นรูปบรรจุภัณฑ์

การขึ้นรูปด้วยการถ่ายโอน (Transfer molding) จะห่อหุ้มแม่พิมพ์และจุดเชื่อมต่อสายไฟด้วยสารประกอบขึ้นรูปอีพ็อกซี (EMC) ซึ่งให้ผลลัพธ์ดังนี้:

• การป้องกันเชิงกลจากแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน

• เกราะป้องกันความชื้นและสารเคมี

• เส้นทางการจัดการความร้อน

เครื่องขึ้นรูปพลาสติกสมัยใหม่สามารถทำได้ดังนี้:

• แรงยึด: 50-200 ตัน

• แรงดันในการถ่ายโอน: 50-150 กก./ซม.²

• อุณหภูมิในการอบแห้ง: 175°C เป็นเวลา 60-120 วินาที

ทางเลือกใหม่ที่กำลังเกิดขึ้น:การขึ้นรูปด้วยการอัดสำหรับบรรจุภัณฑ์ระดับเวเฟอร์แบบกระจายสัญญาณ (FOWLP) และแอปพลิเคชันระบบในบรรจุภัณฑ์ (SiP)

การตรวจสอบลีดเฟรม

การตรวจสอบหลังการขึ้นรูป:

• เศษแม่พิมพ์บนสายไฟ

• การบิดเบี้ยวของบรรจุภัณฑ์ (

• การมีช่องว่างในสารห่อหุ้ม

• การวางตัวในระนาบเดียวกัน

การตัดและการขึ้นรูปตะกั่ว

สำหรับแพ็คเกจแบบใช้ลีดเฟรม การตัดลีดจะแยกแต่ละหน่วยออกจากแถบ จากนั้นจึงทำการขึ้นรูปลีดเพื่อสร้างรูปแบบปีกนก (SOP/QFP), รูปแบบ J-lead (PLCC) หรือแบบรูทะลุ

การชุบดีบุก (การเคลือบตะกั่ว)

การชุบด้วยไฟฟ้าหรือการชุบดีบุกแบบจุ่มให้ผลลัพธ์ดังนี้:

• ความสามารถในการบัดกรีสำหรับการประกอบแบบติดตั้งบนพื้นผิว

• ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันระหว่างการเก็บรักษา

• เป็นไปตามมาตรฐานปลอดสารตะกั่ว (โลหะผสม Sn, SnAg, SnBi)

ความหนาของการชุบโดยทั่วไป:3-15 ไมโครเมตร ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความสามารถในการบัดกรีและข้อกำหนดด้านอายุการเก็บรักษา

ขั้นตอนที่ 4: การประมวลผลขั้นสุดท้ายและการตรวจสอบคุณภาพ

การทำเครื่องหมายตะกั่ว

การทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์จะระบุอุปกรณ์แต่ละชิ้นอย่างถาวรด้วยข้อมูลดังต่อไปนี้:

• โลโก้ผู้ผลิตและหมายเลขชิ้นส่วน

• การตรวจสอบย้อนกลับตามวันที่/รหัสล็อต

• ตัวบ่งชี้การวางแนวขาพิน 1

• ประเทศต้นกำเนิด (เมื่อจำเป็น)

ระบบเลเซอร์ YAG และเลเซอร์ไฟเบอร์ช่วยให้ได้ความคมชัดของเครื่องหมายโดยไม่ทำลายความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์หรือชั้นป้องกันใกล้เคียง

การตรวจสอบขั้นสุดท้าย

การตรวจสอบอย่างครอบคลุมประกอบด้วย:

• ตรวจสอบคุณภาพของเครื่องหมาย (ความคมชัด การจัดเรียง ความอ่านง่าย)

• การตรวจสอบขนาดบรรจุภัณฑ์

• ความสมบูรณ์ของตะกั่ว (ไม่มีการงอหรือเสียหาย)

• การตรวจจับข้อบกพร่องบนพื้นผิว (รอยแตก การปนเปื้อน)

บรรจุภัณฑ์และเทปและม้วน

รูปแบบบรรจุภัณฑ์ขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการประกอบของลูกค้า:

บรรจุภัณฑ์แบบเทปและม้วนใช้เทปตัวนำแบบนูนพร้อมเทปปิดผนึกด้านบน ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน EIA-481 สำหรับขนาดระยะห่างและข้อกำหนดของม้วน

การตรวจสอบเทปและรีล

การตรวจสอบคุณภาพขั้นสุดท้ายก่อนส่งออกประกอบด้วย:

• การวางแนวของส่วนประกอบในโพรง

• ความสมบูรณ์ของซีลเทป

• การตรวจสอบม้วนและฉลาก

• การปฏิบัติตามมาตรฐานระดับความไวต่อความชื้น (MSL) ของบรรจุภัณฑ์

การควบคุมคุณภาพตลอดกระบวนการเบื้องหลัง

โรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ใช้การควบคุมกระบวนการทางสถิติ (SPC) ในทุกขั้นตอน:

• การวัดแบบเรียลไทม์:การตรวจสอบมิติและภาพแบบเรียลไทม์

• การทดสอบความน่าเชื่อถือ:การทดสอบวัฏจักรอุณหภูมิ, HAST และการตรวจสอบความถูกต้องของ HTSL

• ระบบตรวจสอบย้อนกลับ:การติดตามสถานะสินค้าอย่างครบถ้วน ตั้งแต่แผ่นเวเฟอร์จนถึงการจัดส่ง

แนวโน้มที่กำลังมาแรงในเทคโนโลยีแบ็กเอนด์

ภูมิทัศน์ของอุตสาหกรรมการผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ในส่วนแบ็กเอนด์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว:

• บรรจุภัณฑ์ระดับเวเฟอร์ (WLP):ชั้นกระจายสัญญาณและการกระแทกเข้ามาแทนที่การเชื่อมต่อสายไฟแบบดั้งเดิม

• เทคโนโลยี Fan-Out:ช่วยให้สามารถบูรณาการวัสดุต่างชนิดกันได้โดยไม่ถูกจำกัดด้วยขนาดของเวเฟอร์

• การกระแทกเสาทองแดง:การเชื่อมต่อฟลิปชิปแบบละเอียดสำหรับอุปกรณ์ที่มีอินพุต/เอาต์พุตสูง

• การเชื่อมด้วยความร้อนอัด:ระยะห่างระหว่างขาละเอียดมาก (

• แผ่นรองแม่พิมพ์แบบฝัง:ส่วนประกอบแอคทีฟภายในชั้น PCB เพื่อการย่อขนาด

บทสรุป

การทำความเข้าใจกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบครบวงจร ตั้งแต่การตัดเวเฟอร์ไปจนถึงการบรรจุภัณฑ์แบบเทปและรีลขั้นสุดท้าย เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มผลผลิต การรับประกันความน่าเชื่อถือ และการบรรลุเป้าหมายด้านต้นทุน ขั้นตอนทั้งแปดที่กล่าวถึงในส่วนที่ 2 (การขึ้นรูป การขึ้นรูปขา การชุบ การทำเครื่องหมาย การตรวจสอบขั้นสุดท้าย และการบรรจุภัณฑ์) จะเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เปราะบางและเชื่อมต่อกันให้กลายเป็นชิ้นส่วนที่แข็งแรงและพร้อมสำหรับการติดตั้งบนพื้นผิว

สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อและการจัดการห่วงโซ่อุปทาน ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการทั้งส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2 จะช่วยให้สามารถประเมินซัพพลายเออร์ เจรจาข้อตกลงด้านคุณภาพ และวิเคราะห์ความล้มเหลวได้ดียิ่งขึ้นเมื่อเกิดปัญหาในภาคสนาม