检查集成电路包使用模具进行分拣

转向更复杂的集成电路包需要更先进的生产流程检查系统捕获的缺陷产品。这包括传统的光学检验工具在线生产流程,但现在它也需要新的模具整理设备和先进的检验能力。

死亡分类器不是一种设备,通常吸引注意力。多年来,这项技术已经足以巡航在雷达下。但随着越来越多的先进的检查需要找到缺陷光电组件,选择集成电路包等产品,是改变世界的死排序。

用于ic封装制造工艺、die-sorting系统或包拿起一个死于乙肝病毒携带者,检查它,并确定是否会通过在高速度。死分拣设备包含了一些检测技术,尽管最新的系统提供更先进的光学和红外检测。新系统更有能力,但他们也更贵,和包装的房子可能需要购买更多。

一般来说,生产流程,在晶圆工厂处理芯片。然后,晶圆移动到这一步被称为晶圆排序,这是不同于死亡。在晶圆测试,电子测试是进行死而仍然在晶片上。目的是清除坏的死之前进入ic封装过程。

从那里,搬到了一个晶片包装房子,加工和组装到一个包中。在某种程度上,晶片或丁wafer-like结构成单个去世或IC方案,根据过程。

切割步骤可能导致缺陷以及侧壁裂缝在选定的包和其他产品。这并不适合所有的包,但它涉及某些扇入wafer-level包巨头()或芯片级包(csp),用于各种消费,工业和移动芯片。

对于一些扇入包,死分选机和更先进的检验能力,六面光学和红外等是必需的。“Wafer-level包装10到15年前开始非常简单的包。它不需要很多检查,”范德维尔说Pieter这个理事会部门总经理心理契约。“大多数死亡分类器检测能力,有些甚至有侧壁检查有足够的能力为主流巨头已经足够好了。然而,随着高端晶片节点,生成更多的裂缝自材料更脆弱。对于这些发际线和激光槽裂缝,红外检测是唯一适当的技术。传统模具进行分拣没有这种技术来捕获临界裂纹缺陷在生产速度。”

图1:集成电路包装流与死一步。来源:解放军的

此外,该行业可能需要更多的芯片分选检验光电和传感器等产品。尽管如此,一些公司出售死排序系统与各种检查功能,包括ASM太平洋,解放军,制造集成技术,Muhlbauer、V-TEK等。

为什么死的排序?
死亡分类已经存在很久,是一个关键但ic封装过程中容易忽略的步骤。一般来说,每个包通过死在一个时间或另一个分类器。这是许多检验步骤之一在整个包装流程。

包装房屋使用不同类型的模具进行分拣。例如,用更少的刚性规范商品包装可能需要一个有限的死分选机检查。大容量的包类型,它是容易边墙裂缝,需要死分选机和先进的检验。一个光电部分需要不同的东西。

死可以发生在不同的地方在包装内流。例如,在传统的包,完成的晶片是丁为单独的芯片。死是组装到一个包类型,然后测试。

在这种情况下,死后排序过程发生切割步骤。然而在巨头,死后可能发生ic封装过程。

在所有情况下,工厂和电气测试数据被送入死亡分类器系统。分类器删除死于航母使用机制,检查模具,决定是好是坏。良好的模具放置在各种媒介,如载体,华夫格,电平托盘或电影帧。一些分类器执行这些任务在每小时30000单位(大学)。

死与检查是至关重要的。“在芯片制造过程中,缺陷可能发生影响芯片的功能,”杰拉尔德说Steinwasser, Muhlbauer总经理。“寻找这些缺陷非常cost-intensive而且效率低下,尤其在添加了额外的价值,进一步组装流程步骤。我们看到需要精确检查所有包类型,几乎所有正在经历一个基板切割过程。检查的水平取决于前面的制造步骤和材料类型使用。”

有时行业标准要求检验。“许多应用程序需要检查由于设备的高价值或由于关键设备的最终用途,”马特•威尔逊说,业务发展经理的罗伊斯的死在V-TEK进行分拣。“例如,一个传感器,可以用于自主驾驶需要尽可能多的检查,以确保它会正常工作。”

扇入是一个高容量的应用程序,需要模具拥有先进检验。巨头”扇入切割后没有电气测试和包运到PCB组装没有最终电气测试;因此,检测变得越来越重要,特别是对高端包走在高端移动设备,“心理契约”说。

模具类型为扇入
在巨头,死是打包在一个晶片。由此产生的包是大致相同的大小芯片本身,可以节省空间。

巨头涉及两个包类型,扇入和扇出。一个区别是两种包装类型将重新分配层(rdl)。rdl的铜金属连接线路电连接包的一部分到另一个地方。

在扇出路由,rdl出入口,使薄包更多的I / o。“在扇出,你包的可用面积扩大,”John Hunt说高级的工程总监日月光半导体。“移动仍然是一个主要增长动力低密度和高密度扇出。汽车将开始加速增长势头,随着扇出资格等级1和2。和服务器应用程序看到的高端市场的增长。”

扇入,RDL痕迹路由向内。用于一系列芯片,扇入包仅限于200 I / o和0.6毫米的配置文件。

图2:扇入和扇出包。来源:日月光半导体

一般来说,巨头经历许多相同的流程步骤。最初,芯片是丁在一个包装的房子。使用拾起并定位系统,模具放在wafer-like格式。最后,rdl形成创建一个巨头。

在每个步骤中,集成电路包中可能出现的缺陷。“有许多缺陷挑战先进的包装应用,“说含有杏仁的Pizzagalli,分析师Yole开发署。“rdl的特征尺寸缩小,从而可能导致较小的孔隙或粒子,将包设备产生负面影响。”

在不同阶段,集成电路包装经历了几个缺陷检查步骤。在线包装流程,包装房屋使用高速,optical-based缺陷检测系统。

一旦包装符合规范,然后运送到最终测试和组装阶段。的巨头仍在wafer-like格式,使用机械或丁激光切割技术。

这是可能发生的问题。在更高级的扇入包,模具是封装保护涂层,以防损坏。扇出与保护模塑料封装。然而在更传统的扇入包,死亡不是封装保护涂层。硅模具的两边是暴露出来。这些扇入包更小、更便宜,但包容易裂缝和薯片在切割过程中侧壁或其他步骤。这个破解芯片时更为普遍在先进工艺处理节点。

扇入就是死与更先进的检验符合分选机。系统将检测缺陷,检查包的侧壁寻找裂缝和芯片。“巨头扇入和扇出之间的主要区别是扇入胎侧暴露了硅,而扇出包模具保护里面的死。激进的切割过程可以很容易地导致硅缺陷,模具在扇出包保护里面的死,“心理契约”说。“先进晶片节点利用死非常脆弱和脆性材料。作为一个结果,这些材料是容易开裂和破坏在切割过程中。一些新的缺陷浮出水面,像这些切割激光开槽区域的裂缝在切割过程中,需要新类型的检查。”

这些脆弱的材料包含在芯片性能的材料。今天的尖端芯片包括晶体管和互联。晶体管位于底部的结构和作为开关。互联,位于顶端的晶体管,包括小铜线计划传输电信号从一个晶体管到另一个。

在铜互连堆栈,尖端的逻辑芯片有9到12金属层。每一层的布线图,通过连接到另一层。

性能材料用作铜互连结构芯片的一部分。性能材料绝缘铜线从其余的芯片,但问题是,他们是脆弱和容易损坏在切割步骤。

定位缺陷以及侧壁上的裂纹,光学检查可能是也可能不是足够好。通常,它需要更先进的红外检测。红外检测并不新鲜。人眼不可见、红外波长范围在760 nm - 1000 nm之间。多年来,红外检测已被用于薄膜测量芯片。缺点是红外检测是缓慢而昂贵的。

红外对扇入和其他产品也很重要。“这就是捕捉这些切割裂缝。激光开槽过程步骤是非常积极和创建这些裂缝。在一起,这也是检查顶部和底部凿缺陷和其他缺陷,“心理契约”说。

最近推出了死/检验系统,解放军的处理红外检测速度更快的生产步骤。此功能提供了检测的不可见激光槽和边墙裂缝扇入、记忆和裸露的死亡。心理契约的工具还支持六面光学检验。

同时,Muhlbauer领域系统具有类似的功能。“我们的最新一代的死亡分类器能够处理6检验和红外不丢失的大学(unit-per-hour)能力。系统可以容纳倒装芯片和non-flip流程和各种模具大小,“Muhlbauer Steinwasser说。

其他应用程序
这个问题不仅限于巨头。等“光电VCSELs、side-emitting激光、玻璃甚至通讯设备有时会发出或检测设备的信号通过一个表面,“V-TEK威尔逊说。“这些专业设备需要检查每一个表面以确保尽可能有效地处理信号。缺陷降低到1µm必须检测,以确保最高性能通过这些表面发射和接受。”

许多这样的应用程序不需要红外检测。死大范围的波长的分类器可以做这项工作。“红外可以是一个有用的非视觉缺陷检测波长在硅、看穿但它有局限性和重掺杂硅金属层。化合物半导体设备等氮化镓、砷化镓或其他III-V材料、红外下不透明。所以多光谱光源而倾向于更好地工作在这些类型的设备,”威尔逊说。

对于这些和其他应用程序,找到缺陷在死可以帮助客户解决各种问题。显然,死是至关重要的,即使它继续在雷达下飞行。

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