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
- 發(fā)布時間:2022-11-30 09:52:38
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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。
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