芯片產品的短期和長期貯存、可追溯性標準

時間：2021/07/20    點擊量：759

芯片產品的短期貯存

1.1通則

芯片產品應存放在環(huán)境受控的干凈容器中,非密封的盛放裝置也應保存在受控的環(huán)境中。如果僅暴露在潔凈的空氣(使用不間斷層流)時,操作中的芯片產品可以暫時存放在開口的容器內

1.1.1 環(huán)境條件

在不進行工藝操作時,芯片產品的貯存容器宜保存在受控環(huán)境(干燥空氣或氮氣)中,盡量保持在原 始包裝內或某種適合芯片產品貯存的裝置中。芯片產品應使用專用的柜子存放。推薦的存放條件 如下:

a) 凈化氣體:99%氮氣或干燥空氣; 

b) 溫度:17 ℃~28 ℃; 

c) 柜內相對濕度:7%~30%; 

d) 懸浮粒子數(shù):GB/T25915.1—2010規(guī)定的ISO6級。

1.1.2 生產區(qū)域內的芯片產品

暴露的芯片產品在生產場所中不宜存放超過8h,在生產間歇和生產結束時芯片或晶圓應轉移到 合適的貯存裝置中。

1.1.3 載帶包裝中的芯片產品 

在受控環(huán)境中貯存的載帶包裝芯片產品一般宜在12個月內使用。

1.1.4 經干燥包裝的芯片產品

由于干燥劑的退化和潮氣對包裝材料的滲透,干燥包裝的有效貯存期也是有限的。

芯片產品的長期貯存

1.2. 概述

長期貯存是指芯片產品放在不受干擾的存放環(huán)境中貯存12個月以上,而經過貯存的芯片產品依然 可用。芯片產品貯存的條件和環(huán)境應受控。若以晶圓形式貯存,應保存芯片分布圖等需在貯存后工藝 操作中使用數(shù)據(jù)和信息。只有已知狀態(tài)(如芯片質量和功能)的芯片產品才適于進行貯存。若以晶圓狀態(tài)貯存,晶圓應有標 識或附帶易讀的芯片分布圖。

1.2.1 貯存中的機械保護

長期貯存時需考慮機械損傷造成的芯片缺陷。在將芯片產品放置在貯存裝置中和從貯存裝置中取出芯片產品時應注意避免傷及芯片產品。需在貯存過程中提供足夠的保護,防止產品發(fā)生移動或振動。晶圓或芯片的方向有時很重要,特別 是 MEMS或傳感器產品,應使沖擊和振動造成的損壞最小。貯存容器或貨架安裝時應進行防止振動和共振的處理。包裝材料的設計也應能提供一定程度的防沖擊和振動功能。除非有特定的抽樣程序要求,芯片產品不宜進行檢查以減少對芯片的操作次數(shù)。與晶圓或芯片表面接觸的材料應不會磨損接觸面或粘附其他物質到芯片上。

1.2.2 貯存環(huán)境

用于長期貯存芯片產品的容器宜使用下列條件: 

a) 凈化氣體:99%氮氣或惰性氣體; 

b) 溫度:17 ℃~25 ℃; 

c) 相對濕度:7%~25%; 

d) 氣體壓力:高于環(huán)境大氣壓。 

為控制相對濕度,芯片產品貯存時通常使用高純氮氣。相對濕度不宜低于7%以防止靜電積累,也不宜高于25%以防止冷凝和濕氣進入。溫度和濕度超出規(guī)定的范圍需進行記錄,超溫和超濕情況時應采取措施進行調節(jié)。當貯存產品取 出使用時,這些超差情況需予以考慮。

1.2.3 推薦惰性氣體純度 

貯存環(huán)境所需的惰性氣體宜滿足以下要求: 

a) 氣體純度大于99.5%; 

b) 氧氣和氬氣含量少于0.5%; 

c) 鹵化氣體含量少于1×10-6; 

d) 硫化氣體含量少于1×10-6; e) 其他氣體含量少于0.01%。

1.2.4 包裝的選擇

包裝材料可以使用如金屬箔一類的防靜電保護層,不宜使用可降解的材料。運輸裸芯片產品時通常會使用真空包裝,但真空包裝不宜用于長期貯存。除密閉、氮氣填充的泡沫 材料外,泡沫材料不能在真空包裝內部使用。初始包裝內干燥劑的使用也可能導致小顆粒的出現(xiàn)而損傷芯片。正壓包裝與真空包裝相比較更適用于長期儲貯存。

1.2.5 犧牲性包裝材料的使用 

可以使用有犧牲特性的包裝材料,例如在芯片腐蝕前優(yōu)先腐蝕的活性銅包裝材料。其他的犧牲材料,如揮發(fā)性腐蝕抑制劑,也可以使用,但需考慮有關高毒性和環(huán)境控制的問題。

1.2.6 可降解材料的使用

氮氣填充的泡沫等專門設計且不可降解的泡沫材料可用于長期貯存。如果使用各種碳填充的此類泡沫,應保證在受到擠壓和破損時,碳仍能固定在材料中且不散發(fā)微粒。不應使用在退化過程中釋放化學物質導致芯片污染的包裝材料,如以下材料: 

a) 橡膠帶中的硫; 

b)紙板和紙張中的氯; 

c) 防靜電泡沫中的氟。

1.2.7 化學沾污的危害及來源

芯片產品應防止有源區(qū)的離子沾污和其他化學品沾污,且應留意沾污在半導體材料中的遷移和可能產生的金屬間加速反應。應特別注重芯片產品接觸區(qū)、有源區(qū)和背部接觸的保護。將裸芯片產品放入合適的容器中進行長期貯存前,需去除芯片產品運輸時使用的可降解包裝材料, 尤其是紙張、紙板、泡沫或粉沫等會逐漸退化而使化學沾污和顆粒沾污逐漸升高的包裝材料。對于使用鍍膜來減少靜電的材料也不宜保留。

1.2.8 靜電影響

包裝材料和貯存裝置的結構件宜使用導電和靜電釋放性的材料。靜電放電損傷的可能原因包括不當?shù)陌b材料使用,相對濕度過低或過于靠近靜電場,這些情況可導致 P-N 結損傷、氧化層擊穿/穿通、敏感的參數(shù)漂移等。

1.2.9 輻射防護

應限制芯片產品暴露在強光照或放射環(huán)境中的操作。一般情況下,確保芯片產品不受核輻射(高的背景輻射),電磁輻射(EMR,射頻和微波源產生),紫 外線、X射線和環(huán)境照明的影響。芯片產品貯存的區(qū)域應防止日光照射,也應使其他輻射如移動電話、 無線通訊和微波爐等的輻射降到最低。

1.2.10 貯存芯片產品的周期性檢驗

對長期貯存的芯片產品,應通過樣品測試來對貯存的芯片進行檢驗。當需要周期性檢驗時,應貯存額外的芯片產品用于測試。周期性檢驗時,代表性的樣品應按照規(guī)定的時間間隔從貯存環(huán)境中取出。檢查樣品是否有損傷或退化的跡象,并進行適宜的裝配用于其后的電學測試和可靠性檢驗,應在裝配過程中評估芯片產品的可 焊性。周期性檢驗的頻度宜適度,避免對貯存產品不必要的干擾。

可追溯性

1.1 通則 大部分芯片產品上無法標注唯一的產品標識碼。最小化封裝芯片(MPD)和芯片級封裝與封裝產 品的標識要求應相同。

1.2 晶圓的可追溯性

晶圓一般在晶圓的邊緣或背面寫上或刻蝕出晶圓標識,這是唯一識別晶圓和晶圓批的標識。如果晶圓在使用前需要減薄,則晶圓背面的標識會消失,應采取措施保證晶圓的可追溯性不隨減薄 而無法追溯。一般情況下,應保持晶圓批的可追溯性,需要時,應保持晶圓批內每個晶圓的可追溯性。

1.3 芯片的可追溯性

整批芯片組裝完成前或芯片準備初始包裝前,應確保芯片初始包裝標簽上的全部信息與芯片批一致。應區(qū)分不同晶圓批的芯片,不同批次的芯片也不應放在同一個芯片托盤(盒)內。載帶內的芯片可能包括同一晶圓批中不同晶圓上的產品,甚至不同晶圓批的產品。為保持可追溯 性,可通過在不同晶圓或晶圓批間插入一系列空載帶,來確定不同晶圓在載帶上的次序。在芯片裝配過 程中,為使操作人員確定載帶上晶圓批的改變以便及時更換使用的可追溯信息,自動挑選和裝配設備可在載帶上兩個或更多空載帶出現(xiàn)時設置為暫停?？删幊唐骷赡茉谄洗鎯ζ魃习须娮踊呐勺匪菪畔ⅰ楸３挚勺匪菪?其后的工藝過 程應能保證這些電子化的可追溯信息不被擦除。

1.4 芯片產品的背面標識

芯片產品可通過背面打標來增加可識別性和可追溯性,倒裝芯片更是如此。通常,刻劃標志、激光打標或者其他的打標方法都有可能造成芯片產品出現(xiàn)裂紋,這種裂紋會隨著 運輸、操作或芯片粘貼進一步擴展,應通過全面分析選擇合適的打標方法以確保芯片或晶圓不會造成 損害。通常晶圓可以進行激光打標,激光器的型號和參數(shù)宜仔細選擇,確保標志清晰同時不損傷晶圓的背 面。激光打標時宜特別注意,激光不宜穿透半導體材料過深或致使局部過熱而損傷擴散區(qū)。 

激光打標后的芯片可能需要特別的芯片貼裝方法和條件?？墒褂煤线m的油墨進行背面打標,這種標志應是不受其后續(xù)工藝影響(如晶圓鋸片和清洗)的永久 標志。宜通過實驗評估這種標志的牢固性并驗證油墨是否損害芯片產品材料。完整的晶圓可以在晶圓的有源區(qū)外,沿晶圓邊緣的正面進行打標。當對已打標的芯片使用頂針或升降平臺從包裝中移取時,應注意保證標志和芯片都不會受到損傷。激光打標的芯片或晶片可能較未打標的更易碎裂。