主流封装厂商工艺研发新进展

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主流封装厂商工艺研发新进展 [复制链接]

主流封装厂商工艺研发新进展

（中国电子报）

2006-6-20

封测产业技术的发展，需要投入大量资金来进行工艺开发，2005 年封测产业呈现强者更强的局面，强者拥有庞大的产能来降低成本， 足够的利润来提高技术研发投入，最终形成更强的竞争力。今天我们 特邀请国内部分封装测试厂商谈谈公司在工艺开发和成本控制方面的 成功经验验，希望对国内封装测试企业发展有所帮助。     飞思卡尔天津封装测试厂总经理何体樑：     90纳米封装已量产65纳米工艺将投产 　　飞思卡尔半导体有限公司天津工厂在成本控制上确实做得非常 出色，这一点从飞思卡尔独立上市以来在毛利率上的优异表现可以得 到印证。在市场对产品功能的要求越来越丰富的情况下，半导体制造 工艺越来越复杂，成本的控制也越来越困难。在产品质量不断提高和 功能进一步完善的前提下，得以取得成本控制的成功，我们主要做好 了以下几方面的工作。 　　首先，通过生产线产能的平衡和优化，克服瓶颈资源来提高综合 设备效率，并且改善生产计划的运作，保证高水平的产能利用率；其 次，加强工艺优化和设计创新，实现“可制造性设计”(Design for Manufacturability)和“低成本设计”(Design for Low Cost)； 与此同时，通过整合上下游供应链，来实现整个价值链的多赢。 　　工艺开发方面，在飞思卡尔公司，基于产品质量，可靠性和可制 造性的设计理念被融合于新产品、新工艺的开发过程之中，没有经过 可制造性、可靠性检验的工艺决不会被投入生产。正是因为严谨的新 产品、新工艺的开发管理，才使得新产品、工艺投入量产后，使得工 厂能在很短时间内迅速地达到六个西格玛的产品质量，实现既定的制 造周期，生产率和良品率，最大程度地维护着客户的利益。 　　新工艺的不断开发和引进，也丰富了工厂的封装种类，增强了其 在半导体技术和制造工艺领域的竞争能力，同时，新工艺和技术的引 入还能够帮助工厂进一步降低制造成本。半导体制造技术的进步，功 能的提高和成本的降低都与摩尔定律的预测相吻合。 　　目前，飞思卡尔公司积极致力于低介电常数、铜工艺芯片的研发 和生产，并最早与IBM公司一起推出铜工艺芯片，低介电常数、铜工 艺的引入大大降低了由于芯片设计尺寸不断收缩而造成的的内部互连 引线的信号延迟，提高了产品的电性能。在封装水平上，飞思卡尔成 功地开发了相应的封装工艺，包括12英寸低介电常数的晶园切割、44 微米的细间距焊线、叠加封装、系统封装等，90纳米铜工艺已投入量 产，产品主要用于无线通信产品，如无线收发器、基频处理器等。飞 思卡尔正致力于开发65纳米工艺，不久将投入量产。 　　在飞思卡尔天津厂，目前主要有两种封装类别：一是基于金属框 架的封装(Metal leadframe based)：QFN(quad flat non -leaded)、PQFN(Power QFN)等。二是基于有机基板的 封装：MAPBGA(Mold Array Process Ball Grid Array)、 Module(模块)。对于无线通信产品，其主流工艺是90纳米、低介 电常数、铜工艺、44微米焊线技术。 　　在环境保护日益受到关注的今天，RoHS法规会给这个行业在原材 料的选用及制造工艺上都带来直接的影响，同时，这个法规的出台还 会慢慢影响消费者的消费意愿、期望和喜好，使消费者逐渐转向更加 环保无毒无害的产品，从而增加了产业竞争的强度。 　　无毒无害的原材料选取上的影响会带来成本的提高，这是毋庸置 疑的，成本提高至少表现在以下三个方面：首先是无毒无害的原材料 是以高端的科学技术为依托的，很高的技术附加值埋在新兴的原材料 里面，势必带来原材料价格的升高，这种冲击对RoHS带来的影响，是 无法避免。其次RoHS等一系列法规的出台，相应会带来对这些相关原 材料的检查、监督、验证等各项实施步骤，这些步骤的落实需要相关 的人力、物力、财力和知识产权等的支持。因此，这种由于制度的健 全而带来的成本的提高也是难以避免的。第三制造工艺的改变，需要 更新更有价值的技术支持才能实现，这种技术改造需要经历无数次的 失败和汲取经验再加上优异的才能才有可实现性。这些技术创新的基 础投入势必也将成为成本提高的组成部分。 　　对于技术创新和工艺改造的企业或产业来讲，更大的风险在于， 由于工艺的改变导致产品性能的变化或性能不稳定，会使顾客潜在的 不满意度提高，从而失去顾客、失去生意。 　　尽管各种原因带来的成本提高无法避免，在这种影响和冲击下， 飞思卡尔做的更多的是加大投入，进行技术创新和制造工艺的改造， 在无铅电镀、无铅回流焊制造工艺、绿色塑封胶制造工艺做出很大的 努力，有效地控制成本，力求使改造后的产品及其性能更优异、更稳 定，为顾客创造更大价值。     江苏长电科技股份有限公司技术总监梁志忠：     开发FCBGA技术  I/O脚可达5000个 　　在市场能源越来越短缺的情况下及市场价格竞争的强烈驱动下， 长电的成本是节节攀升，而长电的思考模式却是反方向思考模式。采 用市场需求大于生产供给的策略，使生产运作更为顺畅，进而减少了 待机、改机模料及人员等待等无谓的消耗成本。另外，质量的有效管 理促使不良率降低，客户投诉减少，进而避免了无谓的服务成本。此 外，长电科技一直以来都非常重视开发高附加价值的新产品，提高产 品毛利，从而减少了传统产品因市场降价的冲击。 　　在当前日趋白热化的市场竞争中，公司要跳出价格竞争的怪圈， 就必须不断的开发出的新的产品和工艺，不断提升产品的附加值，提 高产品的竞争力，从而实现公司竞争力的增强。 　　当前市场，产品成本居高不下一直困挠着众多企业，同时由于竞 争激烈，传统产品价格一路走低，使得长电科技不能不进行技术革新， 动力来自于压力，长电科技自行开发的拥有自主知识产权的FBP(平面 凸点式封装)正是在这种动力下应运而生的，同时FBP轻、薄、短、小 的外观，高附加值的特点也满足了市场对产品功耗越来越低、体积越 来越小的需求。其可应用于高附加值系统产品，如手机、PDA、数码 相机、便携式DVD、MP3、MP4等便携式系统产品。 　　长电科技接下来工艺发展的方向主要是实现在有限体积的封装形 式中产品功能的不断增强，如：I/O点数的增加，以芯片的堆叠来实 现产品存储容量的扩大，计算速度的不断提高，如长电着手发展的FCBGA， I/O就可达5000个脚以上。 　　长电科技是全球在中国15大半导体产品供应商的第11位，也是国 内唯一一家上榜企业。拥有国内门类齐全的各种封装技术。目前长电 科技的IC封装的主流产品为TSSOP、MSOP、QFP、FBP等。2005年长 电科技形成产能TR封装150亿只、IC封装50亿块。 　　环境保护日益受到关注的今天，RoSH等环保法规和指令的提出， 从工艺上来讲增加了产品可靠性提出了新的挑战。 　　以前产品不要求无铅时采用的是锡铅工艺，锡铅作为合金材料， 其表面贴装温度要求在225℃左右，所有与之配合的材料设计可靠性 要求都是以此为标准的。而现在无铅产品采用的是纯锡工艺，纯锡并 非合金，其表面贴装温度要求在450℃以上，因此必须采用成本较高， 质量较好的原材料，以避免可靠性不良的问题。 　　对此长电科技树立起全员参与产品绿色环保的意识。长电科技的 FBP从开始设计，就直接采用绿色封装理念，其可靠性可达到比业界 所提出要求更高的标准。并且由于它的高附加值，与传统产品相比， 相对成本压力较小。 　　与此同时，长电科技采取了多种措施，贯彻执行RoSH等环保法规 和指令。 　　首先，通过培训树立全员环保意识。制定了GP培训计划，从公司 管理层到车间员工分别制定了有针对性的培训计划，有GP导入培训， GP&RoHS&QC080000标准培训以及相关的内审员培训。 　　其次，全面推行源头供应商管控。每个供应商进来都必须提交相 关的资料，签署环保保证书、提交SGS检测报告、MSDS(或材料成 分表)，对供应商进行GP相关知识的宣导。 　　第三，全制程监控防止混淆污染。应对RoHS指令，半年前就已关 闭有铅生产线，通知客户不再生产有铅产品，目前生产线上生产的都 是无铅产品。我公司产品按照SONY标准进行管控，对于我公司每一个 封装系列都会定期地送SGS进行检测，以验证产品是否符合绿色环保 要求。 　　第四，严把进料出货检验关。进料都需核对GP标志以及供应商提 交的SGS检测报告是否在有效期内，如核对发现不符合要求则把材料 隔离，通知供应商退货；出货时也严格按照上述要求进行操作。     南通富士通微电子股份有限公司技术部部长吴晓纯：     无铅产品占总产量95%以上 　　集成电路功耗降低、体积越来越小的趋势对封装测试设备的精 度和生产效率提出了更高要求，这往往会增加成本。确实，控制成本 是南通富士通在快速成长过程中做得比较出色的工作之一。一般来讲， 成本控制从产品设计、设备选型时就开始了。产品设计工作做得好， 有可能我们封测产品的成本就比别人低，设备选型定位准确，新增一 种封装外形可能比别人节省相当可观的资金。同在一个封装测试行业 里做同一种产品，不同厂家大都采用相同的工艺流程，但有技术能力 的公司往往会在某个工序采用一些独特的工艺或流程来提高质量、降 低成本。 　　成本控制的手段很多，比如采用精益生产管理方法、采用更低成 本的原材料等等。 　　工艺开发方面，工厂发展即意味着有更多样的产品和更多的客户， 工艺研发为新产品的推出和新工艺的实现提供了保证。同质量的产品 并不等于有相同的竞争力，产品背后的研发能力所决定的成本、效率 等有可能就决定了产品在市场上竞争力的大小。目前南通富士通在自 己原有的MCP/MCM封装技术基础上继续推出新的MCP/MCM产品，此 类集成电路广泛用于平板电视等消费类产品，多数出口。目前我们主 要在开发一些所谓的高端封装技术，如BGA、CSP等，采用这些先进封 装的集成电路将主要用于手机等便携式产品。 　　南通富士通现在封装的主要外形或封装技术为DIP、SOP、TSOP、 LQFP、TQFP、LCC、BCC、MCP/MCM等。2005年封装测试产量为27 亿块，2006年计划产量35亿块。 　　在环境保护日益受到关注的今天，欧盟的RoHS等法规确实给封装 业带来了不少问题。目前比较明显的是部分材料成本上升，生产效率 受到影响。由于无铅镀层而引起的焊接温度提高对封装提出了更高的 工艺质量要求，我们需要从封装的结构设计、工艺流程控制、材料组 合等几个方面采取措施使产品满足绿色的要求。南通富士通采用纯锡、 锡铋和镍钯金三种无铅方案给不同的客户提供产品，无铅产品已占总 产量的95%以上，现已开始为多家客户提供绿色产品。     赛意法微电子有限公司总经理金在一：     采用智能光学封装供应相机模块 　　成本控制是赛意法工厂特别骄傲的，在功耗越来越低、体积越 来越小的趋势下，我们采用了最先进的生产设备，生产线完全自动化， 没有手工操作过程，测试表面处理综合作业，即在一条生产线上完成 切筋、测试、标志、打印、视觉系统和包装作业，将这些作业整合在 一起，有利于提高周期时效，从而提高产量和质量，降低成本。与此 同时成立了以公司领导为首的成本控制团队，做到最好的产品合格品 率，使不良品减到最低。此外，原材料的采购价格也是最具竞争力的。 　　赛意法一直都非常重视工艺技术的开发，目前赛意法工厂中较先 进的工艺是SmOP工艺(智能光学封装)和倒装片工艺。SmOP工艺主要是 用来生产高性能照相手机专用的相机模块，可用于分辨率在30万到200 万像素的各类手机平台、PDA、光电鼠标和无线安全相机。倒装片工 艺广泛用于手表、手机、移动设备、磁盘驱动、助听器、LCD显示器、 汽车引擎和大型计算机等。目前公司主要是通过不断地改进工艺过程， 换句话说，提高效率使产出最大化。这需要在工艺过程改进中的创新 性和全面的专业知识和技术。例如，对一条新的，十分先进的生产线， 我们工程师提出了改进的思路，使基本不用新投资就使得这条生产线 的产出增加了一倍。公司特别鼓励改进和创新，每个月都要奖励给技 术人员10个左右的技术改革和创新奖。 　　目前深圳工厂的主流封装测试线是BGA、功率、SMOP和Flip Chip 等，公司每天实际产出约为1500万只产品。 [code language="VB.NET"] [/code] 　　在环境保护日益受到关注的今天，RoSH等环保法规和指令对封装 业成本控制和封装工艺带来了挑战。截至目前，赛意法(STS)用于 环保项目的投资为1700万人民币，以改善我们对各种能源的消耗量。 从STS创建到现在10余年的时间中，我们获得了多项环境方面的国际 认证，如ISO14001、EMAS(生态管理和审查标准)、OHSAS 18001(职业 健康安全评定)等。 　　公司在环保方面一直走在行业的前面。这些新法规的要求对我们 的成本会有一定的影响，但也会促使我们继续提高管理水平。我们面 临的挑战是，在新的环保规则条件下继续走在行业的最前列。