【摘要】：隨著微電子技術(shù)的不斷進步,我國微電子工業(yè)也迅速發(fā)展中。芯片封裝作為半導體行業(yè)中很重要的后道工序,芯片封裝扮演著越來越重要的角色,直接決定著電子產(chǎn)品的大小、重量、應用方便性、壽命、性能和成本,關(guān)系到器件到系統(tǒng)的有效鏈接以及微電子產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。在封裝工藝中廣泛采用統(tǒng)計過程控制技術(shù),確保各封裝生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定受控,正是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。芯片裂紋是封裝中常見的失效原因之一,在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)芯片裂紋的產(chǎn)生主要是由兩個原因造成的,一是在鍵合工序中,機器設備上壓力,溫度,時間,超聲波等參數(shù)設置異常,或者劈刀使用不當?shù)仍蛟斐尚酒鸭y。另一種則是芯片研磨,劃片等工序及劃片后的運輸過程中由于振動與料盒碰撞引起的芯片裂紋。在本文中,第一種原因統(tǒng)稱為鍵合工藝原因,第二種原因稱為材料原因。其中由于材料原因?qū)е碌牟缓细衿仿蔬h高于鍵合工藝造成的不合格品率。當按照不合格品率建立控制圖進行統(tǒng)計過程時,會出現(xiàn)大量的報警。芯片裂紋只有在封裝后才能通過電測試得到,當出現(xiàn)不合格品率超出控制限時,按照以往的經(jīng)驗,就需要停止鍵合工序,查找原因。經(jīng)過多次調(diào)查證明大多數(shù)情況下是由于原材料導致的。在沒有理論指導下的停產(chǎn)造成了大量的經(jīng)濟損失。本論文針對由于原材料導致的大量報警(對于鍵合工序來說就是大量的虛假報警),在無法確定原因的情況下停產(chǎn)的問題,以理論分析和matlab仿真為手段,研究了兩種原因?qū)е虏缓细衿仿实慕y(tǒng)計過程控制,建立了新的控制圖。該統(tǒng)計過程控制技術(shù)能夠識別出不合格產(chǎn)品造成的主要原因,減少鍵合工序的停產(chǎn)。本文的研究成果能夠協(xié)助工程師查找失控原因,減少停產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失,有助于提高半導體封裝的產(chǎn)品可靠性,對提高企業(yè)的市場競爭力具有非常重要的意義。本論文的主要研究內(nèi)容包括:1)糾正了在半導體封裝的實際生產(chǎn)中,存在的對不合格品率進行管控時的常見錯誤。介紹了不合格品率控制圖建立的SPC原理。2)建立了兩品種不合格品率的模型,研究了基于不合格品率對造成不合格產(chǎn)品的原因進行分類。并給出了分類方法正確性的檢驗方法。3)研究了低不合格品率下,現(xiàn)有不合格品率控制圖會造成較高的誤報警。并根據(jù)SPC原理推導了低不合格品率控制圖的建立方法及控制限的計算方法。4)針對兩個原因?qū)е碌牟缓细癞a(chǎn)品,研究了在批產(chǎn)品數(shù)量不固定情況下,兩品種不合格品率控制圖的建立方法。5)將兩品種不合格品率控制圖與造成不合格產(chǎn)品原因識別技術(shù)相結(jié)合,給出了在實際生產(chǎn)中,如何根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù),自行判斷是否存在兩種原因?qū)е虏缓细癞a(chǎn)品,何時觸發(fā)兩品種不合格品率控制圖。最后用7組實際數(shù)據(jù)和失效分析結(jié)果證明了本文研究內(nèi)容的正確性。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN405
【圖文】：

份額；(a) 塑料封裝 (b) 金屬封裝 (c) 陶瓷封裝圖1.2 不同材料的封裝類型按照和 PCB 板連接方式分為：通孔式封裝（如 DIP 系列）和表面貼裝式封裝（如SOP 系列）；目前市面上大部分 IC 均采用表面貼片式封裝。因為表面貼片式封裝更薄更小，更加貼切越來越薄，越來越小的要求。通孔式封裝一般由波峰焊焊接，貼片

式封裝由回流焊焊接，他們實現(xiàn)焊接的方式和條件都有區(qū)別。(a) 通孔式封裝 (b) 表面貼裝式封裝圖1.3 不同 PCB 連接方式的封裝類型按封裝外型可分為：DIP，SOP，SOT 、QFN/DFN 、TO、SIP、QFP、BGA、WLCSP 等。為了避免不同的封裝廠不同的封裝磨具導致外形的差異，行業(yè)內(nèi)對不同封裝類型都有尺寸規(guī)定，比如塑封體的長寬厚重要尺寸，引腳的間距，引腳彎曲角度，都有規(guī)定。WLCSP 由于采用倒裝技術(shù)和裸片封裝，做到了芯片面積約等于封裝外形尺寸，為目前最高級的技術(shù)，適用于對封裝尺寸越來越小的要求；以下圖 1.4 是一個典型的 SOIC8 的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，引線框架，芯片焊盤，金屬引線（圖中是金線）

(a) 通孔式封裝 (b) 表面貼裝式封裝圖1.3 不同 PCB 連接方式的封裝類型按封裝外型可分為：DIP，SOP，SOT 、QFN/DFN 、TO、SIP、QFP、BGASP 等。為了避免不同的封裝廠不同的封裝磨具導致外形的差異，行業(yè)內(nèi)對不類型都有尺寸規(guī)定，比如塑封體的長寬厚重要尺寸，引腳的間距，引腳彎曲角度規(guī)定。WLCSP 由于采用倒裝技術(shù)和裸片封裝，做到了芯片面積約等于封裝外，為目前最高級的技術(shù)，適用于對封裝尺寸越來越小的要求；以下圖 1.4 是一個典型的 SOIC8 的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，引線框架，芯片焊盤，金（圖中是金線），焊接材料（圖中是銀漿），環(huán)氧樹脂等是主要的封裝原材料

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