IC产业现况.doc

前言 　　所有電子產品皆以「電」為能源，然而電力之傳送必須經過線路之連接方可達成，IC構裝即可達到此一功能。而線路連接之後，各電子元件間的訊號傳 遞自然可經由這些電路加以輸送。電子構裝的另一功能則是藉由構裝材料之導熱功能將電子於線路間傳遞產生之熱量去除，以避免IC晶片因過熱而毀損。最 後，IC構裝除對易碎的晶片提供了足夠的機械強度及適當的保護，亦避免了精細的積體電路受到污染的可能性。IC構裝除能提供上述之主要功能之外，額外 亦使IC產品具有優雅美觀的外表並為使用者提供了安全的使用及簡便的操作環境。 為何IC需要封裝 絕大多數IC的面積都小於2 ㎝ ，卻構築了數百萬個電子元件，這些元件或線路已經可以小到0.35~0.5μm，因此即使微小的粉塵或濕氣，都可能使它完全喪失功能。 一般而言，IC封裝主要有四大功能： 電源分布 外來電源經過封裝層內的重新分布，可穩定地驅動IC。 信號分布 外界輸入IC及IC所產生的訊號，均需透過封裝層線路的傳送，以送達正確的位置。 散熱功能 藉由封裝的熱傳設計，可將IC的發熱排出，使IC在可工作的溫度下(通常小於85 (C)正常運作。 保護功能 製程說明 　　IC構裝依使用材料可分為陶瓷（ceramic）及塑膠（plastic）兩種，而目前商業應用上則以塑膠構裝為主。以塑膠構裝中打線接合為例，其步驟依序為晶片切割（die saw）、黏晶（die mount / die bond）、銲線（wire bond）、封膠 （mold）、剪切/成形（trim / form）、印字（mark）、電鍍（plating）及檢驗 （inspection）等。以下依序對構裝製程之各個步驟做一說明： 晶片切割（Die Saw） 晶片切割之目的為將前製程加工完成之晶圓上一顆顆之 晶粒（die）切割分離。欲進行晶片切割，首先必須進行晶圓黏片，而後再送至晶片切割機上進行切割。切割完後之晶粒井然有序排列於膠帶上，而框架的支撐避免了 膠帶的皺摺與晶粒之相互碰撞。 黏晶（Die Bond） 黏晶之目的乃將一顆顆之晶粒置於導線架上並以銀膠 （epoxy）塗抹在DIE PAD上面（成“米”字），再以黑色的真空吸筆將晶粒吸取放置在DIE PAD上面，再經過烘烤（將銀膠中的銀粉和基板和晶粒發生鍵結）而緊密的結合。 黏晶完成後之導線架則經由傳輸設備送至彈匣（magazine）內，以送至下一製程進行銲線。 銲線（Wire Bond） WB利用超音波將WIRE（Au）和DIE和基板上的FINGER產生鍵結銲線乃是將晶粒上的接點以極細的金線（18～50μm） 連接到導線架之內引腳，進而藉此將IC晶粒之電路訊號傳輸至外界。 ▲動作流程： ▲超音波銲接原理： 超音波熔接是一種原子間擴散的接合，愈易擴散者，愈易接合，依據金屬的塑性變形說，受加工的材料易因低溫短時間加熱而再結晶，此再結晶為金屬原子所致，接合受加工物時，很小的振動能也容易引起原子移動（原子擴散），原子擴散後，再結晶即可完成熔接。 W／B過程中，Au的熔點雖有1050℃之高，但仍可以遠低於熔點的超音波熔接溫度來接合兩個金屬界面，因為Au、Ag、Al都是極易擴散的原子，也就很適合超音波熔接。 在此溫度有助於跨越原子擴散的活化能，可使超音波熔接表現更好。 ▲超音波銲接的特性： 材料不熔融。 接合區域變形少。 無顯著材料的熱影響。 較少介金屬化合物，可得強力接合。 可接合異材金屬，並做小接點結合。 避免耐熱熔接的氣体污染問題。 作業時間極短。 成本低。 封膠（Mold） 封膠之主要目的為防止濕氣由外部侵入、以機械方式支 持導線、內部產生熱量之去除及提供能夠手持之形體。其過程為將導線架置於框架上並預熱，再將框架置於壓 模機上的構裝模上，再以樹脂充填並待硬化。 製程4、封裝（MD:MOLDING） Press Mold Chase 剪切/成形（Trim /Form） 剪切之目的為將導線架上構裝完成之晶粒獨立分開，並 把不需要的連接用材料及部份凸出之樹脂切除（dejunk）。成形之目的則是將外引腳壓成各種預先設計好之形狀 ，以便於裝置於電路版上使用。剪切與成形主要由一部衝壓機配上多套不同製程之模具，加上進料及出料機構 所組成。 印字（Mark） 印字乃將字體印於構裝完的膠體之上，其目的在於註明 商品之規格及製造者等資訊。 檢驗（Inspection） 檢驗之目的為確定構裝完成之產