半導(dǎo)體集成電路芯片主要生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程詳解 

一、主要生產(chǎn)設(shè)備

二、生產(chǎn)工藝流程

本項(xiàng)目主要為集成電路的封裝和測試，產(chǎn)品形式有SOT、TSOT、SOP、MSOP、DFN、QFN、BGA和FLASH等。

產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖及產(chǎn)污環(huán)節(jié)

本項(xiàng)目為片式元器件封裝測試生產(chǎn)，主要生產(chǎn)工序簡述如下：

(1)背面減薄、清洗：對晶圓進(jìn)行背面減薄，使其達(dá)到所需的厚度。減薄時，芯片正面被真空牢固吸附在承片臺上，利用砂輪磨頭對其背面進(jìn)行研磨，直至設(shè)定的厚度。減薄過程用純水沖洗。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：減薄過程產(chǎn)生的晶圓硅粉S1-1,清洗廢水W1-10

(2)劃片、清洗：采用激光+鉆石刃刀片劃片技術(shù)，對減薄后晶圓進(jìn)行切割，在切割完成之后，用純水沖清洗去除雜質(zhì)，然后再經(jīng)過高速清洗甩干后完成劃片。產(chǎn)污環(huán)節(jié)：劃片過程會產(chǎn)生的廢料S1-2,清洗廢水W1-20

(3)粘片：將引線框架供料于粘片機(jī)，在相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠、并貼裝上述工序成品芯片。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：銀膠含環(huán)氧樹脂，粘片過程將產(chǎn)生少量有機(jī)廢氣G1。

(4)烘干：烘干是粘片完成后的一個輔助動作。烘干的目的是將銀膠烘烤固化，是芯片和載體牢固粘結(jié)。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：此過程有少量有機(jī)廢氣產(chǎn)生G1。

(5)接線：即引線鍵合，接線溫度T=120-200℃：接線壓力P=50g;接線時間t=0.5-1秒。在壓力和超聲波健合的共同作用下，利用高純度的銅線把芯片上電路的外接點(diǎn)和引線通過引線鍵合的方法連接起來。

接線時沖入氫氮混合氣趕走氧氣，目的是為了去除氧氣進(jìn)行氧化層還原與保護(hù)作用，防止接線過程產(chǎn)品氧化。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：此工序?qū)a(chǎn)生少量的S1.3廢料（廢銅線等）

(6)等離子清洗：接線后用等離子水清洗，保持產(chǎn)品高潔凈。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：此工序?qū)a(chǎn)生少量的清洗廢水W2

(7)塑封、固化：將上述組裝件表面用環(huán)氧化樹脂材料塑封，將組裝件保護(hù)起來，并且送至烤箱烘烤使膠完全固化。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：此工序產(chǎn)生少量的有機(jī)廢氣G1。

(8)電解軟化：使用去毛刺溶液（主要成分三乙醇胺）對塑封后的半成品進(jìn)行軟化其周圍的殘膠或溢料以方便使用強(qiáng)力水刀水柱加以噴除。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：此工序?qū)⒚吭赂鼡Q老化槽液S3-1。

(9)自來水清洗：電解軟化后自來水清洗使用三段逆流清洗工藝，全程逆流供水，中段為閉路操作，清洗級數(shù)為三級，每次操作總是只進(jìn)一股清水，只出一股清洗廢水。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：此工序會產(chǎn)生一定的電解軟化清洗廢水W3。

(10)沉錫：使用電化學(xué)方法在集成電路框架表面沉積一層錫金屬的過程。使錫化后的集成電路框架具有抗腐蝕、易軒焊的特點(diǎn)。主要工藝包括：脫氧化、純水清洗，預(yù)浸，錫化，帶出液回收、純水清洗，中和、熱純水清洗，烘干等工序。

①脫氧化：采用去氧化粉（過硫酸鈉）去除集成電路框架表面的氧化皮（Cu0),為后續(xù)錫化做準(zhǔn)備。

脫氧化工序涉及的反應(yīng)方程式如下：

2Na2S208+2Cu0=2Na2S04+2CuS04+O2

此工序?qū)a(chǎn)生一定的老化槽液S3-2,該老化槽液含Cu,每月更換，由有資質(zhì)單位回收處理，不外排。

②純水清洗：經(jīng)上述處理后的半成品利用純水進(jìn)行沖洗：此過程產(chǎn)生一定的錫化清洗廢水W4-1。清洗廢水中含少量的Cu2*。

③預(yù)浸：采用甲基磺酸去除鋼帶進(jìn)行活化，防止鋼帶錫化不均勻，吹干時錫化層脫落，進(jìn)而影響集成電路框架錫化層質(zhì)量。此工序?qū)⒚吭赂鼡Q老化槽液S3-3,由有資質(zhì)單位回收處理。

④錫化：采用甲基磺酸-甲基磺酸錫體系作為錫化液，錫球作為陽極，待錫化得集成電路框架作為陰極，在直流電源的作用下，錫球不斷溶解成為Sn2+,錫化液中的Sn2+在集成電路的框架上析出錫化層。此過程會產(chǎn)生一定的酸性廢氣G2-1及錫化廢液S4。

⑤帶出液回收：錫化后集成電路（簡稱“錫化件”）在離開錫化槽之后，采用空氣將錫化件上的帶出液吹入回收槽內(nèi)，回收槽內(nèi)錫化液返回錫化槽回用。此過程會產(chǎn)生一定的酸性廢氣G2-1。

⑥純水清洗 ：離開錫化槽后的錫化件采用純水清洗。此過程會產(chǎn)生一定的錫化清洗廢水W4-2。

⑦中和：采用TSP中和粉（主要成分碳酸鈉）對錫化件上殘留的酸性帶出液進(jìn)行中和處理。此工序?qū)⒚吭赂鼡Q老化槽液S3-4，由有資質(zhì)單位回收處理。

③熱純水清洗；對中和后的錫化件采用熱純水進(jìn)行清洗，此過程產(chǎn)生錫化清廢水W4-3。

⑤烘干：將清洗后錫化件送至無氧化烘箱烘干。

(11)退錫：

項(xiàng)目需定期對沉錫工序使用的鋼帶和假片進(jìn)行退錫。退錫周期約1次/月。

①鋼帶退錫：采用電化學(xué)方法（利用甲基磺酸）在高速退錫線中使鋼帶上的錫轉(zhuǎn)移到鋼板上，與錫化生產(chǎn)線同步進(jìn)行；鋼板退錫是利用電解方法將鋼板山的錫電解形成錫渣S,鋼板退錫一個月進(jìn)行一次，退錫后利用純水清洗；此過程將產(chǎn)生一定的酸性氣體G2-1酸性氣體，S5錫化廢液，退錫清洗廢水Ws。

②假片退錫：使利用化學(xué)方法使用電解液SYT853將假片上的錫溶解到退錫液中，假片退錫一個月進(jìn)行一次，假片退錫后利用純水清洗。此過程將產(chǎn)生一定的酸性氣體G2-1酸性氣體，S5錫化廢液，退錫清洗廢水W5。

退錫工序產(chǎn)生的Ss錫化廢液和錫渣均屬危險(xiǎn)廢物，用專用容器收集后暫放于危廢間，由有資質(zhì)單位定期回收處理，不外排。

(12)打?。簩﹀a化半成品利用激光打印機(jī)在膠體表面蓋上印碼做為品名標(biāo)記。產(chǎn)污環(huán)節(jié)：此工序?qū)a(chǎn)生少量的打印粉塵G3。

(13)沖切成型：打印后錫化半成品進(jìn)入自動沖切成型系統(tǒng)，使其外觀、站立高及共面度符合產(chǎn)品要求。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：在此過程會產(chǎn)生少量的沖切廢料S1-3。

(14)測試：對分裝成型后的產(chǎn)品進(jìn)行測試，測試合格后的產(chǎn)品就為成品。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：在此過程會生產(chǎn)少量不合格產(chǎn)品S2,不合格產(chǎn)品賣給原材料供應(yīng)商回收利用，不外排。

(15)包裝入庫：對成品進(jìn)行包裝，包裝后產(chǎn)品存入倉庫待售。

產(chǎn)污環(huán)節(jié)：在此過程會生產(chǎn)一定量的廢包裝材料S3，集中收集交由環(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一處理。