تحقیق و تحلیل فرآیند بسته بندی نیمه هادی

بررسی اجمالی فرآیند نیمه هادی
فرآیند نیمه هادی در درجه اول شامل استفاده از فناوری های میکروساخت و فیلم برای اتصال کامل تراشه ها و سایر عناصر در مناطق مختلف مانند بسترها و قاب ها است. این امر استخراج پایانه های سرب و محصور شدن با یک محیط عایق پلاستیکی را برای تشکیل یک کل یکپارچه، که به عنوان یک ساختار سه بعدی ارائه می شود، تسهیل می کند و در نهایت فرآیند بسته بندی نیمه هادی را تکمیل می کند. مفهوم فرآیند نیمه هادی نیز به تعریف محدود بسته بندی تراشه های نیمه هادی مربوط می شود. از منظری گسترده تر، به مهندسی بسته بندی اشاره دارد که شامل اتصال و تثبیت به بستر، پیکربندی تجهیزات الکترونیکی مربوطه، و ساخت یک سیستم کامل با عملکرد جامع قوی است.

جریان فرآیند بسته بندی نیمه هادی
فرآیند بسته بندی نیمه هادی شامل وظایف متعددی است که در شکل 1 نشان داده شده است. محتوای خاص به شرح زیر است:

1. برش تراشه
در فرآیند بسته بندی نیمه هادی، برش تراشه شامل برش ویفرهای سیلیکونی به تراشه های جداگانه و حذف سریع بقایای سیلیکونی برای جلوگیری از موانع کار بعدی و کنترل کیفیت است.

2. نصب تراشه
فرآیند نصب تراشه بر اجتناب از آسیب مدار در حین سنگ زنی ویفر با اعمال یک لایه لایه محافظ متمرکز است که به طور مداوم بر یکپارچگی مدار تأکید می کند.

3. فرآیند اتصال سیم
کنترل کیفیت فرآیند اتصال سیم شامل استفاده از انواع مختلف سیم‌های طلایی برای اتصال پدهای باندینگ تراشه با پدهای قاب، اطمینان از اتصال تراشه به مدارهای خارجی و حفظ یکپارچگی فرآیند است. معمولاً از سیم های طلای دوپینگ و سیم های طلای آلیاژی استفاده می شود.

سیم های طلایی دوپ شده: انواع آن عبارتند از GS، GW، و TS، مناسب برای قوس بالا (GS: > 250 میکرومتر)، قوس متوسط ​​به بالا (GW: 200-300 میکرومتر) و قوس متوسط ​​و کم (TS: 100-200). μm) به ترتیب پیوند.
سیم های طلای آلیاژی: انواع آن عبارتند از AG2 و AG3، مناسب برای اتصال با قوس کم (70-100 میکرومتر).
گزینه های قطر برای این سیم ها از 0.013 میلی متر تا 0.070 میلی متر است. انتخاب نوع و قطر مناسب بر اساس الزامات و استانداردهای عملیاتی برای کنترل کیفیت بسیار مهم است.

4. فرآیند قالب گیری
مدار اصلی در عناصر قالب گیری شامل کپسولاسیون است. کنترل کیفیت فرآیند قالب‌گیری از اجزاء به‌ویژه در برابر نیروهای خارجی که درجات مختلفی از آسیب را ایجاد می‌کنند محافظت می‌کند. این شامل تجزیه و تحلیل کامل خواص فیزیکی اجزاء است.

در حال حاضر از سه روش اصلی استفاده می شود: بسته بندی سرامیکی، بسته بندی پلاستیکی و بسته بندی سنتی. مدیریت نسبت هر نوع بسته بندی برای برآوردن نیازهای جهانی تولید تراشه بسیار مهم است. در طول فرآیند، توانایی های جامعی مانند پیش گرم کردن تراشه و قاب سرب قبل از کپسوله شدن با رزین اپوکسی، قالب گیری و پخت پس از قالب مورد نیاز است.

5. فرآیند پس از پخت
پس از فرآیند قالب‌گیری، درمان پس از پخت با تمرکز بر حذف هرگونه مواد اضافی در اطراف فرآیند یا بسته مورد نیاز است. کنترل کیفیت برای جلوگیری از تأثیرگذاری بر کیفیت و ظاهر کلی فرآیند ضروری است.

6. فرآیند تست
پس از تکمیل فرآیندهای قبلی، کیفیت کلی فرآیند باید با استفاده از فناوری‌ها و امکانات پیشرفته آزمایش آزمایش شود. این مرحله شامل ضبط دقیق داده‌ها، با تمرکز بر عملکرد عادی تراشه بر اساس سطح عملکرد آن است. با توجه به هزینه بالای تجهیزات تست، حفظ کنترل کیفیت در طول مراحل تولید، از جمله بازرسی بصری و تست عملکرد الکتریکی، بسیار مهم است.

تست عملکرد الکتریکی: این شامل آزمایش مدارهای مجتمع با استفاده از تجهیزات تست خودکار و اطمینان از اتصال صحیح هر مدار برای آزمایش الکتریکی است.
بازرسی بصری: تکنسین‌ها از میکروسکوپ‌ها برای بازرسی کامل تراشه‌های بسته‌بندی شده استفاده می‌کنند تا از عاری بودن آنها و رعایت استانداردهای کیفی بسته‌بندی نیمه‌رسانا اطمینان حاصل کنند.

7. فرآیند علامت گذاری
فرآیند علامت گذاری شامل انتقال تراشه های آزمایش شده به یک انبار نیمه تمام برای پردازش نهایی، بازرسی کیفیت، بسته بندی و حمل و نقل است. این فرآیند شامل سه مرحله اصلی است:

1) آبکاری: پس از تشکیل لیدها، یک ماده ضد خوردگی برای جلوگیری از اکسیداسیون و خوردگی اعمال می شود. فناوری رسوب آبکاری معمولاً استفاده می شود زیرا بیشتر سرب ها از قلع ساخته شده اند.
2) خم شدن: سپس لیدهای پردازش شده با نوار مدار مجتمع در ابزار تشکیل دهنده سرب قرار داده می شوند و شکل سرب (نوع J یا L) و بسته بندی روی سطح را کنترل می کنند.
3) چاپ لیزری: در نهایت، محصولات تشکیل شده با طرحی چاپ می شوند که به عنوان علامت خاصی برای فرآیند بسته بندی نیمه هادی، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، عمل می کند.

چالش ها و توصیه ها
مطالعه فرآیندهای بسته بندی نیمه هادی با مروری بر فناوری نیمه هادی برای درک اصول آن آغاز می شود. در مرحله بعد، بررسی جریان فرآیند بسته بندی با هدف اطمینان از کنترل دقیق در طول عملیات، با استفاده از مدیریت تصفیه شده برای جلوگیری از مسائل معمولی، انجام می شود. در زمینه توسعه مدرن، شناسایی چالش ها در فرآیندهای بسته بندی نیمه هادی ضروری است. توصیه می شود بر روی جنبه های کنترل کیفیت تمرکز کنید و نکات کلیدی را به طور کامل تسلط دهید تا به طور موثر کیفیت فرآیند را افزایش دهید.

با تحلیل از دیدگاه کنترل کیفیت، به دلیل فرآیندهای متعدد با محتوا و الزامات خاص که هر کدام بر دیگری تأثیر می‌گذارند، چالش‌های مهمی در حین اجرا وجود دارد. کنترل دقیق در طول عملیات عملی مورد نیاز است. با اتخاذ یک نگرش کار دقیق و به کارگیری فناوری های پیشرفته، کیفیت فرآیند بسته بندی نیمه هادی و سطوح فنی را می توان بهبود بخشید، از اثربخشی برنامه جامع و دستیابی به مزایای کلی عالی اطمینان حاصل کرد (همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است).