一、主要生產(chǎn)設(shè)備
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二、工藝流程簡(jiǎn)述
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工藝流程簡(jiǎn)述:
(1)清洗
外購(gòu)的硅片(經(jīng)過(guò)拉單品、切割、研磨等),需先經(jīng)清洗,除去沾污的硅片表面的金屬與油污。清洗的方法是:先用H2S04去除金屬雜質(zhì),然后用有機(jī)溶劑(異丙醇、丙酮)去除油污,再用純水反復(fù)沖洗,以得到潔凈的硅片表面。清洗后的硅片用氮?dú)獯蹈珊螅拖碌拦ば蜓趸?。清洗工序貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。清洗工藝與LED基片清洗工藝相同。
(2)氧化
氧化工藝是通過(guò)氧氣與硅發(fā)生反應(yīng),在硅片表面生成一層二氧化硅膜。原料硅片經(jīng)清洗吹干后,放入加熱反應(yīng)爐,在高溫條件下,與氧氣作用,在上面生長(zhǎng)一層Si02氧化層,起到器件保護(hù)和隔離、表面純化、柵氧電介質(zhì)、摻雜阻擋層等作用。
(3)光刻
光刻是集成電路芯片制造的核心工藝,光刻的本質(zhì)是要把臨時(shí)電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到以后要進(jìn)行蝕刻或離子注入的硅片上。光刻工藝按其先后順序主要分為氣相成底膜、勻膠、軟烘、曝光、曝光后烘焙、顯影、堅(jiān)膜烘焙、顯影檢查這八個(gè)步驟,以上步驟都將在光刻區(qū)內(nèi)完成。
清洗后的硅片先在表面均勻涂上一層光刻膠,光刻膠主要由對(duì)光與能量非常敏感的高分子聚合物和有機(jī)溶劑組成,前者是光刻膠的主體,主要成分為酚醛樹脂、丙二醇愁酯等,后者是光刻膠的介質(zhì),主要成分為丙酮、丁酮等,由于光刻膠涂層很薄,為了使涂覆的光刻膠層絕對(duì)均勻,涂覆的方法是讓硅片旋轉(zhuǎn),使光刻膠在其表面形成薄層。因而大量的光刻膠被離心力帶出硅片,這些光刻膠由于純度已達(dá)不能達(dá)到工藝要求,因此只能作為廢液回收。
為使光刻膠附著在硅片表面,涂覆后要進(jìn)行烘干,光刻膠中的有機(jī)溶劑揮發(fā)成為有機(jī)廢氣,而光刻膠中的高分子聚合物和光刻劑等作為涂層牢固地附著在基質(zhì)表面。
以平行光經(jīng)過(guò)光罩,照射在芯片上,在芯片上形成幾何圖樣,而后顯影,用清洗劑將感光的光刻膠去除,使下面的氧化層暴露出來(lái),以使于下一道工序進(jìn)行蝕刻:而沒(méi)有感光的光刻膠則不會(huì)被清洗下來(lái),從而使下面的氧化層得到保護(hù)。
光刻采用異丙醇、雙氧水、氨水、氫氟酸作為清洗劑,接著,再堅(jiān)膜烘焙而完成該部分工作。
(4)蝕刻
蝕刻的目的是將光刻后暴露出的氧化層及不需要的材質(zhì)自芯片表面上去除,使基質(zhì)(硅)顯露出來(lái)。蝕刻包括干蝕刻和濕蝕刻二種。濕蝕刻是在全密團(tuán)設(shè)備的化學(xué)清洗槽內(nèi)利用如氫氟酸、硝酸、磷酸及氨水等化學(xué)品溶液浸泡芯片,將不需要的物質(zhì)除去,如曝光后的光刻膠等。
干蝕刻是在等離子氣氛中選擇性腐蝕基材的過(guò)程,蝕刻氣氛通常含有F等離子體或碳等離子體,因此蝕刻氣體通常使用CF這一類的氣體。
(5)擴(kuò)散、離子注入
采用熱擴(kuò)散和離子植入技術(shù)將磷、珊等雜質(zhì)摻入硅片內(nèi)而形成半導(dǎo)體。熱擴(kuò)散是將硅片送入擴(kuò)散爐管內(nèi)進(jìn)行預(yù)沉積和再擴(kuò)散。離子注入是將摻雜的氣體(烷、磷烷)先通過(guò)加熱爐,然后進(jìn)入離子化室產(chǎn)生正離子,聚焦成束后,再被強(qiáng)電場(chǎng)加速,注入到硅片中。
(6)?化學(xué)氣相淀積
化學(xué)氣相沉積是在一定的溫度條件下,依靠反應(yīng)氣體與芯片表面處的濃度差,以擴(kuò)散方式,被芯片表面吸收,在硅片上沉積一層氨化硅、二氧化硅、多晶硅薄膜以及氧化膜、硅的外延層等。在反應(yīng)器中,反應(yīng)氣體(SiH,SiHC13、PH3)和攜帶氣體(H2、O2、Ar、N0等)不斷流過(guò)反應(yīng)室而產(chǎn)生氣態(tài)副產(chǎn)物,連同未反應(yīng)的氣體一起排出。
化學(xué)氣相沉積被使用來(lái)在硅片上沉積氧化硅、氮化硅和多晶硅等半導(dǎo)體材料,是在300~900℃的溫度下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生以上物質(zhì)的過(guò)程。
(7)濺射
濺射是將金屬薄膜沉積在品圓表面的工藝過(guò)程。在此工藝中,薄膜主要以物理填充而不是化學(xué)反應(yīng)。它是通過(guò)給金屬靶材加上直流電,并利用磁場(chǎng)作用將把材上的金屬激射出去并沉積到芯片表面。
(8)背面減薄
背面減薄是在專門的設(shè)備上,從芯片背面進(jìn)行研磨,將芯片減薄到適合封裝的程度,以滿足芯片裝配的要求。
功率模塊生產(chǎn)工藝流程
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工藝流程簡(jiǎn)述:
(1)絲網(wǎng)印刷焊膏
絲網(wǎng)印刷即在漏印網(wǎng)版的未開口部位由刮板以一定的壓下量和速度刮送漿25
料,刮送的漿料在漏印網(wǎng)版的開口部位被壓入填充,刮板傳過(guò)后,與基板貼近的網(wǎng)版與基板脫離,漿料靠自身的粘結(jié)性附著在基板上,形成漏印圖形。
(2)回流焊
印刷電路板通過(guò)回流焊技術(shù)使半導(dǎo)體器件與印刷電路板連接起來(lái)?;亓骱讣赐ㄟ^(guò)包鍍、成形、印刷、浸漬等方法,預(yù)先將適量的焊料置于需要針焊的部位,再利用全自動(dòng)高速貼裝機(jī)裝載各種表面貼裝元器件。在回流焊加熱爐中,利用紅外線、熱風(fēng)及激光等不同熱源使印制電路板整體受熱,實(shí)現(xiàn)回流焊,完成電子元器件的微互連。
(3)清洗
在回流焊過(guò)程中,助焊劑的殘留物可能造成腐蝕,另外電離子的殘留物,在通電過(guò)程中,有電勢(shì)差的存在會(huì)造成電子的移動(dòng),就有可能形成短路。因此,需要進(jìn)行清洗。
(3)貼片
將每一個(gè)芯片通過(guò)粘接劑固定在帶有許多引腳的金屬框架中央。粘結(jié)劑通常使用銀漿樹脂。
(4)引線鍵合
用金屬引線將芯片上的電極和外殼框架(條帶)的電極連接起來(lái)。
引線鍵合是集成電路制造過(guò)程中重要的工序之一,它起著連接前道工序產(chǎn)品“芯片”和后道工序產(chǎn)品“模塊”(集成電路外管腳)之間的橋梁作用。引線鍵合工序有各種形式,世界上目前比較通用的是“超聲波熱壓法”,也就是我們通常所說(shuō)的“物理法”。項(xiàng)目采用此方法完成該工序。超聲波熱壓法的優(yōu)點(diǎn)是工藝容易實(shí)現(xiàn),質(zhì)量高,能耗小,適合大規(guī)模集成電路生產(chǎn)。
超聲波熱壓法無(wú)焊劑和助焊劑,它是一種僅利用超聲波、壓力和溫度實(shí)現(xiàn)的物理方法。超聲波、壓力、溫度又稱為超聲波熱壓法的“三元素”。其中超聲波的作用主要是破壞芯片鍵合壓點(diǎn)表面的致密氧化層,露出潔凈的接觸界面,使金屬細(xì)線在一定的壓力和溫度情況下與壓點(diǎn)接合,整個(gè)鍵合過(guò)程無(wú)任何排放物產(chǎn)生。
(5)模壓塑封
裸露的芯片通過(guò)模具,用樹脂進(jìn)行封裝,保護(hù)其不受外部環(huán)境的損害。
(6)打印
在制品表面打印上產(chǎn)品型名及批號(hào)等內(nèi)容。
(7)引腳電鍍
為解決功率模塊產(chǎn)品管腳的焊接問(wèn)題,在生產(chǎn)中需要對(duì)其管腳進(jìn)行表面處。
理,工藝包括:電解去溢料、噴淋水系、去氧化、電解活化、上錫、噴淋水洗浸洗、吹干、烘干、退錫等。
(8)引腳成型
切除框架引腳外不用的部分,并將引腳部加工成所需要的形狀,到此芯片的制造就完成了。
(9)測(cè)試
從測(cè)試開始檢驗(yàn)產(chǎn)品是否為良品,先通過(guò)測(cè)試機(jī)來(lái)檢查產(chǎn)品的電特性,必要時(shí)還要進(jìn)行老化測(cè)試。
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