先进封装的重要设备有哪些

文章来源：Semika

原文作者：Semika

科技在不断突破与创新，半导体技术在快速发展，芯片封装技术也从传统封装发展到先进封装，以更好地满足市场的需求。先进封装是相对传统封装所提出的概念，英文Advanced Packaging。    

先进封装已经不是未来的高级技术，已经开始产业化应用了，先进封装的产线已经被建设投产了，先进封装的产品已经得到了很多的应用。

在先进封装的产线上，可以看到很多先进封装的重要设备，这些设备与传统封装技术产线上的设备并非一模一样。  

那先进封装的重要设备有哪些呢？

首先，封装Packaging，听起来像是在说“包装”。只是要把芯片封闭保护起来，还要把芯片里面的所有功能与外界的其他元件进行连接，这才是封装要做的最主要事情。

先进封装所需的重要设备，比传统封装的设备更为复杂，因为先进封装要封装更多的芯片在里面，要更高的精度，更复杂的动作，更快的速度，更高的质量要求。而且先进封装需要更加先进的封装材料。

在先进封装的产线上，具有清洗机、涂胶设备、刻蚀光刻机、植球机、打线机(wire Bond)、芯片键合机（Die Bond），回熔焊接，检测设备等等。下面就主要的几类设备做一下介绍。

这些设备中，清洗机听起来相对简单，但清洗机也绝对不是那么的简单。清洗的优劣，决定着产品的良率，性能及可靠性。有时更决定着工艺过程的成败。

接触芯片的零件的清洗，对尘埃、油污的要求，都是绝对严苛的，有的还要对零件表面的挥发气体进行测量，对表面对不同物质的亲合性进行测量。而要达到这些要求，对清洗工艺的要求也往往非常复杂。一条清洗线也动辄十几道 ，几十道工艺过程，对零件进行物理的、化学的、生物级别的清洗与干燥。

封装阶段的胶水，作用一是把IC的不同部分粘结起来，作用二是把IC各个部分之间的间隙填充起来，作用三是把IC包裹保护起来。这也就基本形成了三个类别，一是点胶，二是填充，三是塑封（Moding）。

这些工艺过程，听起来比较简单，很容易理解。事实也确实如此。只是对胶量的控制，均匀性有很高的要求。胶水的压力，出胶口的形状，温度，运动的平稳性，设备的振动，空气流动等，每一个环节都要精确控制。

涂胶的工艺的特性主要的还是决定于胶水的特性。在这里我们只谈设备，不谈耗材。

光刻机，是指晶圆级别上用来刻蚀芯片电路的。封装过程也要用到光刻机，需要制作用于定位和精确定位芯片的封装模板。光刻机可以用于制作这些封装模板的微米级图案。光刻机通过曝光光刻胶和进行显影的过程，将图案精确地转移到封装模板上。封装过程所用光刻机线宽要求比较低，一般500nm的都能用了。

芯片键合机，是把芯片与基板连接在一起的设备，有两种主要的方式，Wire Bond和Die Bond。Wire Bond设备通常被称作绑线机，绑线机是用金属引线把IC上的引脚与基板（Substrate）的引脚进行连接的设备。这个工艺中使用的金属细线通常只有几十微米，一根一根把金属丝熔融在引脚上。这个过程在引脚多的芯片上就很耗时。

Die Bond设备有时被称作贴片机或植片机。Die Bond是近些年才发展起来的技术，是通过金属球阵列来进行连接，就是常说的BGA技术（Ball Grid Array）。Die Bond的连接方式效率更高，一次性可以连接所有引脚，所以生产数百数千引脚的芯片也很方便。还有就是Die Bond封装更加紧凑，所以Die Bond是未来芯片键合的主要方式。

封装应用的其他的设备还有很多，比如切割机、分选机、回流焊，压合机，热压机，固化炉，离子清洗机、打标机等。还有一类很重要的设备，就是检测设备。检测设备包括功能测试，外观检测，性能测试、尺寸测量等。生产中要加入很多位置的检测和测试，以保证产品的质量。

最后放一张流程图，作为本文的结尾。