半導體集成電路芯片主要生產設備及工藝流程詳解

半導體集成電路芯片主要生產設備及工藝流程詳解 

一、主要生產設備

二、生產工藝流程

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

產品生產工藝流程圖及產污環節

本項目為片式元器件封裝測試生產，主要生產工序簡述如下：

(1)背面減薄、清洗：對晶圓進行背面減薄，使其達到所需的厚度。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行研磨，直至設定的厚度。減薄過程用純水沖洗。

產污環節：減薄過程產生的晶圓硅粉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，對減薄后晶圓進行切割，在切割完成之后，用純水沖清洗去除雜質，然后再經過高速清洗甩干后完成劃片。產污環節：劃片過程會產生的廢料S1-2,清洗廢水W1-20

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

產污環節：銀膠含環氧樹脂，粘片過程將產生少量有機廢氣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。

產污環節：此過程有少量有機廢氣產生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行氧化層還原與保護作用，防止接線過程產品氧化。

產污環節：此工序將產生少量的S1.3廢料（廢銅線等）

(6)等離子清洗：接線后用等離子水清洗，保持產品高潔凈。

產污環節：此工序將產生少量的清洗廢水W2

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

產污環節：此工序產生少量的有機廢氣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行軟化其周圍的殘膠或溢料以方便使用強力水刀水柱加以噴除。

產污環節：此工序將每月更換老化槽液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，清洗級數為三級，每次操作總是只進一股清水，只出一股清洗廢水。

產污環節：此工序會產生一定的電解軟化清洗廢水W3。

(10)沉錫：使用電化學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。主要工藝包括：脫氧化、純水清洗，預浸，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),為后續錫化做準備。

脫氧化工序涉及的反應方程式如下：

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

此工序將產生一定的老化槽液S3-2,該老化槽液含Cu,每月更換，由有資質單位回收處理，不外排。

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

③預浸：采用甲基磺酸去除鋼帶進行活化，防止鋼帶錫化不均勻，吹干時錫化層脫落，進而影響集成電路框架錫化層質量。此工序將每月更換老化槽液S3-3,由有資質單位回收處理。

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，回收槽內錫化液返回錫化槽回用。此過程會產生一定的酸性廢氣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行中和處理。此工序將每月更換老化槽液S3-4，由有資質單位回收處理。

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

⑤烘干：將清洗后錫化件送至無氧化烘箱烘干。

(11)退錫：

項目需定期對沉錫工序使用的鋼帶和假片進行退錫。退錫周期約1次/月。

①鋼帶退錫：采用電化學方法（利用甲基磺酸）在高速退錫線中使鋼帶上的錫轉移到鋼板上，與錫化生產線同步進行；鋼板退錫是利用電解方法將鋼板山的錫電解形成錫渣S,鋼板退錫一個月進行一次，退錫后利用純水清洗；此過程將產生一定的酸性氣體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，假片退錫一個月進行一次，假片退錫后利用純水清洗。此過程將產生一定的酸性氣體G2-1酸性氣體，S5錫化廢液，退錫清洗廢水W5。

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

(12)打?。簩﹀a化半成品利用激光打印機在膠體表面蓋上印碼做為品名標記。產污環節：此工序將會產生少量的打印粉塵G3。

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

產污環節：在此過程會產生少量的沖切廢料S1-3。

(14)測試：對分裝成型后的產品進行測試，測試合格后的產品就為成品。

產污環節：在此過程會生產少量不合格產品S2,不合格產品賣給原材料供應商回收利用，不外排。

(15)包裝入庫：對成品進行包裝，包裝后產品存入倉庫待售。

產污環節：在此過程會生產一定量的廢包裝材料S3，集中收集交由環衛部門統一處理。