電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間溫度濕度要求

    1．  環(huán)境因素對(duì)IC封裝的影響 在半導(dǎo)體IC生產(chǎn)中，封裝形式由早期的金屬封裝或陶瓷封裝逐漸向塑料封裝方向發(fā)展。塑料封裝業(yè)隨著IC業(yè)快速發(fā)展而同步發(fā)展。據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體信息網(wǎng)對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)28家重點(diǎn)IC制造業(yè)的IC總產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，2001年為44．12億塊，其中95％以上的IC產(chǎn)品都采用塑料封裝形式。 眾所周知，封裝業(yè)屬于整個(gè)IC生產(chǎn)中的后道生產(chǎn)過(guò)程，在該過(guò)程中，對(duì)于塑封IC、混合IC或單片IC，主要有晶圓減薄(磨片)、晶圓切割(劃片)、上芯(粘片)、壓焊(鍵合)、封裝(包封)、前固化、電鍍、打印、后固化、切筋、裝管、封后測(cè)試等等工序。各工序?qū)Σ煌墓に嚟h(huán)境都有不同的要求。

    2．  工藝環(huán)境因素主要包括空氣潔凈度、高純水、壓縮空氣、C02氣、N：氣、溫度、濕度等等。 對(duì)于減薄、劃片、上芯、前固化、壓焊、包封等工序原則上要求必須在超凈廠房?jī)?nèi)設(shè)立，因在以上各工序中，IC內(nèi)核--芯粒始終裸露在外，直到包封工序后，芯粒才被環(huán)氧樹脂包裹起來(lái)。這樣，包封以后不僅能對(duì)IC芯粒起著機(jī)械保護(hù)和引線向外電學(xué)連接的功能，而且對(duì)整個(gè)芯片的各種參數(shù)、性能及質(zhì)量都起著根本的保持作用。在以上各工序中，哪個(gè)環(huán)節(jié)或因素不合要求都將造成芯粒的報(bào)廢，所以說(shuō)，凈化區(qū)內(nèi)工序?qū)Νh(huán)境諸因素要求比較嚴(yán)格和苛刻。超凈廠房的設(shè)計(jì)施工要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》的內(nèi)容進(jìn)行。

    3．  溫、濕度的影響 溫濕度在IC的生產(chǎn)中扮演著相當(dāng)重要的角色，幾乎每個(gè)工序都與它們有密不可分的關(guān)系。GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確強(qiáng)調(diào)了對(duì)潔凈室溫、濕度的要求要按生產(chǎn)工藝要求來(lái)確定，并按冬、夏季分別規(guī)定。根據(jù)國(guó)家要求標(biāo)準(zhǔn)，也結(jié)合我廠IC塑封生產(chǎn)線的實(shí)際情況，特對(duì)相關(guān)工序確定了溫、濕度控制的范圍，運(yùn)行數(shù)年來(lái)效果不錯(cuò)?？刂魄闆r見(jiàn)表6。

    4．  但是，由于空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障，在2001年12月18日9：30~9：40期間，粘片工序工作區(qū)域發(fā)生了一起濕度嚴(yán)重超標(biāo)事故。當(dāng)時(shí)相對(duì)濕度高達(dá)86．7％RH，而在正常情況下相對(duì)濕度為45~55％RH。 當(dāng)時(shí)濕度異常時(shí)粘片現(xiàn)場(chǎng)狀況描述如下： 所有現(xiàn)場(chǎng)桌椅板凳、玻璃、設(shè)備、晶圓、芯片以及人身上的防靜電服表面都有嚴(yán)重的水汽，玻璃上的水汽致使室內(nèi)人看不清過(guò)道，用手觸摸桌椅設(shè)備表面，都有很明顯的手指水跡印痕。更為嚴(yán)重的是在粘片工序現(xiàn)場(chǎng)存放的芯片有許多，其中SOPl6L產(chǎn)品7088就在其列，對(duì)其成品率的影響見(jiàn)表7所示。所有這些產(chǎn)品中還包括其它系列產(chǎn)品，都象經(jīng)過(guò)了一次"蒸汽浴"一樣。 從下表可看出或說(shuō)明以下問(wèn)題： 針對(duì)這批7088成品率由穩(wěn)到不穩(wěn)，再到嚴(yán)重下降這一現(xiàn)象，我們對(duì)粘片、壓焊、塑封等工序在此批次產(chǎn)品加工期間的各種工藝參數(shù)，原材料等使用情況進(jìn)行了詳細(xì)匯總，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常情況，排除了工藝等方面的原因。事后進(jìn)一步對(duì)廢品率極高的18#、21#、25#、340、55#卡中不合格晶進(jìn)行了超聲波掃描，發(fā)現(xiàn)均有不同程度的離層，經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)：從離層處發(fā)生裂痕、金絲斷裂、部分芯片出現(xiàn)裂紋。

    5．  最后得出結(jié)論如下：(1)造成成品率下降的原因主要是封裝離層處產(chǎn)生裂痕，導(dǎo)致芯片裂紋或金絲斷裂。(2)產(chǎn)生離層的原因是由于芯片表面水汽包封在塑封體內(nèi)產(chǎn)生。由此可見(jiàn)，溫度、濕度對(duì)IC封裝生產(chǎn)中的重大影響。

   推薦使用除濕機(jī)來(lái)控制整個(gè)電子產(chǎn)品車間濕度控制要求。

應(yīng)用場(chǎng)合		標(biāo)準(zhǔn)空氣狀況		推薦除濕機(jī)類型
		溫度℃	相對(duì)濕度％
電器 制造	線圈制造	22	15	轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)
	變壓器	27	5
	電子零件裝配	21	40-45	空氣除濕器
	光電管	32	15-25
	硅晶片黃光室	20	30-40
	避雷器組合	20	20-40
	發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)輪	21	30-40
	計(jì)算機(jī)房	22	40-50
	精密公差組合	22	40-50
	電器開關(guān)制造	20	20-40
	電子控制器材	20	20-40
	恒溫恒濕器之組立	24	50-55
	精密儀器之組合	22	40-45
	儀表校正及組合	23-24	60-63
	保險(xiǎn)絲熔絲量組合	23	50
	電容器制造	23	50
	絕緣紙儲(chǔ)藏	23	50
	日光燈安定器組合	20	20-40
	NFB開關(guān)組測(cè)試	25	30-60
	整流器制造	23	30-40
	高壓電線電纜制造	27	1	管道除濕機(jī)
	特殊電池制造	20-25	20%以下