钛白煅烧窑尾气余热回收利用-科技处.doc

切割分选一体机的研发 （难题编号 2014001） 目前国内半导体封装仍以DIP、TO、SOP (SSOP 、TSOP）、QFP ( LQFP 、TQFP）等中低端产品为主，近年来随着小型封装企业的增加和人工及材料成本的上升，封测行业的利润普遍降低，封测企业需要通过技术革新推动封测成本的降低。这些技术革新有两个方向，一是这几年出现的超宽多排化的高密度封装以及、倒置芯片工艺（Flip Chip）、引线键合中采用铜丝替代金丝等工艺技术，通过对传统封装工艺的改进或局部调整来降低产品成本；二是2009年以来随着平板电视、信息化家电和3G手机等消费及通信领域技术的迅猛发展以及三网融合、互联网的发展，随着3D、TSV技术的运用、以BGA、QFN、CSP等为代表的先进封装技术的出现代表着封装行业未来的发展趋势。 以超宽多排化的高密度封装为代表的技术革新，传统封装的工艺路线没有改变，基本按下图1的工艺流程进行，我公司目前的MGP模具与自动冲切成型系统技术可以满足塑封与切筋成型的工艺技术要求。 图1 以BGA.QFN、CSP先进封装为代表的技术革新，传统的工艺路线有了很大变化。下面以BGA、 WLCSP封装为例看封装的工艺变化：BGA 技术的研究始于20 世纪60 年代，最早被美国IBM 公司采用。BGA封装 的I/O 端子以圆形或柱形焊点按阵列形式分布在封装下面，引线间距大，引线长度短，这一技术的优点是可增加I/O 数和间距，消除QFP 技术的高I/0 端口数带来的生产成本和可靠性问题。目前BGA 的封装形式有两种工艺方式，一种是仍然采用金属引线键合工艺，但是没有引线框架，而是采用IC 基板（Substrate）来代替引线框架；另一种是采用倒置芯片工艺（Flip Chip）, 在芯片上采用凸点工艺（Bumping）而直接跳过了金属引线键合步骤。可以看出BGA 封装形式带来的改变之一：就是采用IC 基板(Substrate)替代引线框架（Lead Frame）（除了BGA 和CSP、WLCSP 之外的其它封装形式几乎都是采用引线框架）。BGA 封装形式带来的改变之二：信号引出形状由传统的插针式或者引脚式变成球体式。BGA封装形式带了的改变之三：倒置芯片工艺（Flip Chip）的出现，节省了引线的成本与设备投入，目前这一技术已部分运用与传统封装产品。我们再看看国际顶尖的WLCSP封装技术：WLCSP不同于传统的芯片封装方式（先切割再封测），WLCSP 技术是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个的IC 颗粒，因此封装后的体积即等同IC 裸晶的原尺寸。WLCSP 的封装方式，不仅明显地缩小芯片模块尺寸，而符合便携式移动设备对于内部设计空间的高密度需求。从BGA到WLCSP的工艺变化，我们可以看出未来先进封装工艺的发展趋势如下图2： 图2 从上述的封装工艺的变化我们不难发现，传统封装用的封测设备已不能满足未来封装的需要，由于采用基板或圆片封装，IC产品的分离将需要用到切割分选设备。 目前先进封装产量比例还不到10%，先进封装由于其设备投入较大和工艺技术要求严格目前只有外资企业和国内大型封装企业进入量产阶段，中小型封装企业也在尝试向先进封装布局，但却受设备与技术的限制，目前BGA、QFN、CSP等先进封装技术的封测设备全部依赖进口，国家十二五02重大专项正式也重点支持先进封装技术如BGA、CSP、TSV、Flip Chip的推广运用。因此国内封测企业的技术革新与先进封装技术的推广为封测设备制造商带来布局良机。从国内的主要封测厂家的调研来看，未来几年内先进封装BGA、CSP等将会出现批量化的生产，预计产量比例会逐渐增加到40%以上，而传统封装在未来会向多排化发展，其产量占比会减少，但不会被替代。三佳山田目前主要的技术是封装模具与切筋成型系统，这些技术适用于传统封装产品如DIP、TO、SOP、SOT、QFP等。先进封装如BGA、QFN、CSP产品需要用到全自动切割分选设备。切割分选设备我公司还没有研发。目前国内市场完成切割和分选采用两种方式，其一：切割和分选一体化，就是在一台设备上完成切割和分选工作；其二：切割和分选分两个步骤，分别先在切割机上产品切割好再在分选机上分选收纳。从目前国内市场来看第二种方式占多数同时向切割分选一体化的趋势转变。无论是那种方式其中切割设备是不可或缺的主体。 本设备采用高性能切割机头，自动完成上料、位置校正、切割、清洗干燥、转运、检片、拾片、装盘或装管。1）切割采用刀片切割的方式。控制软件满足产品的切割所需的各种功能，主轴采用特殊高性能气浮主轴，功率2.2KW ,最高转速40000rpm，主轴装刀法兰要求精度高