半導体パッケージングプロセスの調査と分析

半導体プロセスの概要
半導体プロセスでは主に、基板やフレームなどのさまざまな領域内でチップやその他の要素を完全に接続するための微細加工およびフィルム技術の適用が含まれます。これにより、リード端子の取り出しとプラスチック絶縁媒体による封止が容易になり、三次元構造として表示される統合全体を形成し、最終的に半導体パッケージングプロセスが完了します。半導体プロセスの概念は、狭義の半導体チップのパッケージングにも関係します。より広い観点から見ると、基板に接続・固定し、対応する電子機器を構成し、総合性能の高いシステムを構築するパッケージングエンジニアリングを指します。

半導体パッケージングのプロセスフロー
図 1 に示すように、半導体パッケージング プロセスには複数のタスクが含まれています。各プロセスには特定の要件と密接に関連するワークフローがあり、実際の段階では詳細な分析が必要です。具体的な内容は以下の通りです。

1. 切りくずの切断
半導体のパッケージング工程において、チップカットとは、後の作業や品質管理に支障をきたさないように、シリコンウェハを個々のチップにスライスし、シリコンの破片を速やかに除去する作業です。

2. チップ実装
チップ実装プロセスでは、保護フィルム層を適用することでウェーハ研削中の回路損傷を回避することに重点を置き、一貫して回路の完全性を重視しています。

3. ワイヤーボンディング工程
ワイヤボンディングプロセスの品質を制御するには、さまざまな種類の金ワイヤを使用してチップのボンディングパッドをフレームパッドに接続し、チップが外部回路に接続できるようにし、全体的なプロセスの整合性を維持する必要があります。通常、ドープされた金ワイヤと合金化された金ワイヤが使用されます。

ドープ金ワイヤ: 種類には GS、GW、TS があり、高アーク (GS: >250 μm)、中高アーク (GW: 200 ～ 300 μm)、および中低アーク (TS: 100 ～ 200 μm) に適しています。 μm) でそれぞれ結合します。
合金金ワイヤ: タイプには AG2 および AG3 があり、低アーク接合 (70 ～ 100 μm) に適しています。
これらのワイヤの直径オプションの範囲は 0.013 mm ～ 0.070 mm です。運用要件と規格に基づいて適切なタイプと直径を選択することは、品質管理にとって非常に重要です。

4. 成形工程
成形要素の主要な回路にはカプセル化が含まれます。成形プロセスの品質を管理することで、特にさまざまな程度の損傷を引き起こす外力からコンポーネントを保護します。これには、コンポーネントの物理的特性の徹底的な分析が含まれます。

現在、セラミック包装、プラスチック包装、従来の包装の 3 つの主な方法が使用されています。世界的なチップ生産需要を満たすには、各パッケージングタイプの割合を管理することが重要です。その際、エポキシ樹脂による封止前のチップやリードフレームの予熱、モールド、モールド後の硬化など、総合的な能力が求められます。

5. ポストキュア工程
成形プロセスの後は、プロセスまたはパッケージの周囲の余分な材料を除去することに重点を置いた後硬化処理が必要です。全体的なプロセスの品質と外観への影響を避けるためには、品質管理が不可欠です。

6.テストプロセス
前のプロセスが完了したら、高度なテスト技術と設備を使用してプロセス全体の品質をテストする必要があります。このステップでは、チップがその性能レベルに基づいて正常に動作するかどうかに焦点を当てて、データを詳細に記録します。テスト機器のコストが高いことを考えると、目視検査や電気的性能テストを含む生産段階全体で品質管理を維持することが重要です。

電気的性能テスト: これには、自動テスト装置を使用して集積回路をテストし、各回路が電気的テストのために適切に接続されていることを確認することが含まれます。
目視検査: 技術者は顕微鏡を使用して、完成したパッケージ化されたチップを徹底的に検査し、欠陥がなく、半導体パッケージングの品質基準を満たしていることを確認します。

7. マーキング工程
マーキングプロセスには、テストされたチップを半完成品の倉庫に移送して、最終処理、品質検査、梱包、出荷を行うことが含まれます。このプロセスには、次の 3 つの主要な手順が含まれます。

1) 電気めっき: リードを形成した後、酸化と腐食を防ぐために防食材料が塗布されます。ほとんどのリード線は錫で作られているため、通常は電気めっき堆積技術が使用されます。
2) 曲げ: 次に、集積回路ストリップをリード成形ツールに配置して、加工されたリードを成形し、リード形状 (J または L タイプ) と表面実装パッケージを制御します。
3）レーザー印刷：最後に、図3に示すように、半導体パッケージングプロセスの特別なマークとして機能するデザインを成形製品に印刷します。

課題と推奨事項
半導体パッケージングプロセスの研究は、半導体技術の概要を理解してその原理を理解することから始まります。次に、包装プロセス フローを検討することで、日常的な問題を回避するための洗練された管理を使用して、運用中の細心の注意を確実にすることを目的としています。現代の開発においては、半導体パッケージングプロセスにおける課題を特定することが不可欠です。品質管理の側面に焦点を当て、プロセスの品質を効果的に向上させるための重要なポイントを徹底的にマスターすることをお勧めします。

品質管理の観点から分析すると、特定の内容と要件を持つ多数のプロセスが相互に影響を与えるため、実装中に重大な課題が存在します。実際の運用では厳密な制御が必要です。細心の注意を払って作業姿勢をとり、先進的な技術を適用することで、半導体パッケージングプロセスの品質と技術レベルを向上させることができ、適用の包括的な効果を確保し、総合的に優れた利益を達成することができます（図3を参照）。