CMOS 传感器封装技术资料.ppt

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1、CMOS 传感器封装技术CMOS Image Sensor 封裝型封裝型態態 CLCCPLCCWafer Level PackageSolid MoldingOthers玻片特性表關鍵技術關鍵技術玻片之清潔與檢測技術晶片之清潔與檢測技術封膠技術製程潔淨度掌握前後段之製程連結玻片之來源玻片之來源1.Kyocera(1.Kyocera(京瓷京瓷京瓷京瓷)Glass with B-Stage)Glass with B-Stage GlueGlue熱固膠熱固膠熱固膠熱固膠 優點：玻片與膠之品質穩定，已通過市場考驗優點：玻片與膠之品質穩定，已通過市場考驗 缺點：價格昂貴且污染嚴重，供貨慢且不穩、材料無法

2、掌握缺點：價格昂貴且污染嚴重，供貨慢且不穩、材料無法掌握2.2.玻璃廠產出之平板光學玻璃裸片玻璃廠產出之平板光學玻璃裸片玻璃廠產出之平板光學玻璃裸片玻璃廠產出之平板光學玻璃裸片 優點：材料較便宜、供貨快速、尺寸可自行決定、潔淨度可優點：材料較便宜、供貨快速、尺寸可自行決定、潔淨度可 充份掌握充份掌握 缺點：需自行清潔、切割與後續上膠處理程序缺點：需自行清潔、切割與後續上膠處理程序玻片處理程序玻片處理程序含膠玻片:裸玻片:Wafer Frame Or Tray封合切割與清潔Glass in Tray清潔潔淨度檢測標準氣旋式:非接觸式，快速且便宜，可處理較小、附著力較差之乾性粉塵，但對於附著力大之

3、粉塵無法有效清潔。防靜電刷式:速度雖慢，但可配合標準氣旋式加強效果。揮發溶劑式:較適合裸玻片，對液態污染極有效，但對含膠玻片可能有不良影響。針點式清潔：較氣旋式效果更佳，搭配不同之噴流種類(如:臨界CO2、氮氣、有機溶劑蒸氣等)，可以得到最佳之潔淨效果。乾式vUV清潔：對有機分子類與油脂類特別有效且快速，價格昂貴。其它清潔：以plasma潔淨、紅膠黏除、人工擦拭等。如直接由UV Tape取起裸玻片，如無殘膠問題，可獲得最佳潔淨度之玻片，僅需離子氣罩保護，毋需另行清潔程序。玻片之清潔玻片之清潔晶片之清潔晶片之清潔標準氣旋式標準氣旋式 :非接觸式，非接觸式，快速且便宜，快速且便宜，可處理較小、附著

4、力差之乾式可處理較小、附著力差之乾式粉塵，粉塵，但對於附著力大之粉塵無法有效清潔。但對於附著力大之粉塵無法有效清潔。防靜電刷式防靜電刷式:速度雖慢，可配合標準氣旋式加強效果，風險為刮傷晶速度雖慢，可配合標準氣旋式加強效果，風險為刮傷晶片。片。揮發溶劑式揮發溶劑式:對液態污染極有效，易留漬痕為風險對液態污染極有效，易留漬痕為風險(可與針點式並用可與針點式並用)。針點式清潔：針點式清潔：搭配不同之噴流種類搭配不同之噴流種類(如如:臨界臨界CO2CO2、氮氣、有機溶劑蒸氣、氮氣、有機溶劑蒸氣等等)，可以得到最佳之潔淨效果，速度慢為缺點。，可以得到最佳之潔淨效果，速度慢為缺點。其它清潔：其它清潔：以以

5、plasmaplasma潔淨、潔淨、vUVvUV乾式清潔、紅膠黏除、人工擦拭乾式清潔、紅膠黏除、人工擦拭等。等。熱固膠玻片黏合技術熱固膠玻片黏合技術1.傳送平台之底板預熱裝置溫度至溫度至100100 ，目的為預熱並，目的為預熱並趕除水氣。趕除水氣。2.傳送平台之昇溫模組溫度至溫度至150150，目的為使，目的為使基座均溫基座均溫提昇至可融化熱提昇至可融化熱固膠，較適用於固膠，較適用於CLCCCLCC。3.LCC基座之上方加熱章模組溫度約溫度約225225 ，目的為使基座，目的為使基座堤頂溫度堤頂溫度提昇至可融提昇至可融化固化膠，並蓄足夠之熱能，適用於化固化膠，並蓄足夠之熱能，適用於CLCCCL

6、CC與與PLCCPLCC。裸玻片之裸玻片之UV膠封合技術膠封合技術1.1.高速高速XYZ-StageXYZ-Stage：用於控制佈膠路徑與精度。：用於控制佈膠路徑與精度。2.2.供膠控制器：用於控制出膠速度，高級點膠供膠控制器：用於控制出膠速度，高級點膠控制器具有回吸功能以避免滴漏。控制器具有回吸功能以避免滴漏。3.3.特製針嘴與螺桿式膠閥：用以克服耐高溫特製針嘴與螺桿式膠閥：用以克服耐高溫UVUV膠高黏稠度之特性。膠高黏稠度之特性。4.4.封合時預固化：以高能量封合時預固化：以高能量UVUV光源與傳導光纖，光源與傳導光纖，於封合時固化於封合時固化UVUV膠黏合區域，除保持對正膠黏合區域，除保

7、持對正性與控制膠膜厚度，更可避免封合高度與平性與控制膠膜厚度，更可避免封合高度與平整度不佳之問題，並大幅提高固化後之封合整度不佳之問題，並大幅提高固化後之封合可靠度。可靠度。封合的品質1.Glass vs Substrate(偏位)2.TILT of Glass(平整)3.Thickness of Glue(膠厚)4.Defects(缺陷)Substrate 0.1mm(4 mil)3 0.1mm(4 mil)GlassGlass vs Substrate 偏位GlassSubstrate 0.05mm(2mil)GlueTILT of Glass 平整度GlassSubstrate 0.02

8、5mm(1mil)GlueThickness of Glue 膠膜厚度易見的封合缺陷1.壓合氣泡2.拖行氣泡3.邊角缺膠4.邊角溢膠5.對正不良Substrate小於 Substrate height略小於邊界無氣泡Glass小於 1/3 Substrate height理想的膠合消極意義：1.降低物料損耗成本2.防止擴大污染損耗3.產值/產能比提高(有效產能)積極意義：1.改善污染源2.縮短交貨期3.環保(減少廢棄物)4.提高產值5.提升良率與爭取訂單檢測的重要性人工或自動檢測人工或自動檢測?傳統人工傳統人工工業視覺工業視覺 優優點點單機檢測設備成本便宜單機檢測設備成本便宜累積經驗具高彈性累

9、積經驗具高彈性肉眼檢測高敏感度肉眼檢測高敏感度檢測標準一致檢測標準一致隔離操作幾乎無污染隔離操作幾乎無污染自動化監控安全無虞且可追蹤自動化監控安全無虞且可追蹤 缺缺點點檢測速度慢且可靠度不佳檢測速度慢且可靠度不佳過程易產生二次污染或損壞過程易產生二次污染或損壞檢測標準難一致檢測標準難一致有經驗之檢測人力來源不穩定有經驗之檢測人力來源不穩定設備費用較貴設備費用較貴檢測彈性較低檢測彈性較低Die BondWire BondSealing ProcessDie Position、Rotation、Tilt、EpoxyMoreTESTING3VIIQC 2VIWafer InputDie SawWaf

10、er CleanCuringParticlesWater Mark、Die Crack、Scratch、Color Filter Missing.MoreInspection By Operator or AOIWhere Should be Inspected?FVIFirstly,Lets Check the Process Flow!Firstly,Lets Check the Process Flow!Water MarksDie CrackDie ScratchDie Chip OutColor Filter MissingInspection Item IDie PositionD

11、ie RotationDie TiltDie OrientationDouble MountInsufficient EpoxyEpoxy On DieEpoxy VoidEpoxy Curing WarpageInspection Item IIOpen-Sort TestParticle On Sensor Array AreaScratch On Sensor Array AreaColor Filter MissingVideo Output Pre-TestInspection Item III視覺辨視的重點粉塵大小粉塵大小粉塵數量粉塵數量粉塵位置粉塵位置初級能力進階能力專家級能力污

12、染種類與解決方案Defect Free視覺檢測之精度視覺檢測之精度採用特殊照明光源與取像技術，可以辨識之粉塵大小約為 4，如採用更高解析鏡組與 CCD 則更可提昇到 2 以上，並可視容許檢測週期之長短，進行分區辨識以提高精度!更特殊的是：可以針對玻片上下表面更特殊的是：可以針對玻片上下表面單獨檢測不受干擾單獨檢測不受干擾!檢驗的精度ex:以640*480(pixel)的視域來檢測3.5*2.5mm的晶片X方向:3.5/640=0.00546875 約5.5mY方向:2.5/480=0.00520833 約5.2 m(每個像素之大小)精度 =程式次像素能力 X 相片解析度以1/4像素技術來算,精

13、度約為:5.5 x =1.375 m光學視覺的特性Camera Camera 的像素數目與種類的像素數目與種類光源的種類與架設技術光源的種類與架設技術鏡組的倍率選用鏡組的倍率選用影像處理程式的辨識能力影像處理程式的辨識能力晶片檢驗的範例全晶片檢測待檢區設定可疑區域之放大驗證視覺程式處理效果條件與設備說明1.鏡組為可變倍率低解析2.CCD Camera輸出為640 x4803.光源未攝入圖左相片中PS:圖片中之黑斑影為鏡組內灰塵晶片待檢區域1.超過 5 m者一顆。2.低於 5 m者最少有15顆以上。3.受玻璃覆蓋影響，打光效果不甚理想，如未覆蓋玻片可得到較佳影像。4.換用高解析鏡組可得較佳影像。

14、5.換用數位線型CCD(4K)掃瞄，檢測精度可以再提昇至六倍。檢驗結果污染源之排除污染源之排除1.1.污染物之分析：碳、矽、鋁、膠污染物之分析：碳、矽、鋁、膠等等2.2.設備機構之無塵設計設備機構之無塵設計3.3.生產環境與人員生產環境與人員4.4.無塵觀念之教育訓練無塵觀念之教育訓練C.I.S.封裝之未來封裝良率之提昇封裝良率之提昇材料成本之降低材料成本之降低封合品質之可靠度封合品質之可靠度晶片尺寸之縮小化晶片尺寸之縮小化產能與品質之平衡產能與品質之平衡鏡組封裝之自動化鏡組封裝之自動化自動化之產品測試與品管自動化之產品測試與品管Kingbond 的技術支援的技術支援1.1.所有關鍵模組之技術

15、，皆為自行開發之自有技術，擁所有關鍵模組之技術，皆為自行開發之自有技術，擁有最直接之技術支援與最佳排除問題能力有最直接之技術支援與最佳排除問題能力!2.2.無論整機或模組之自動化設計，擁有最豐富之開發設無論整機或模組之自動化設計，擁有最豐富之開發設計能力與經驗，技術成熟值得信賴計能力與經驗，技術成熟值得信賴!3.3.整機之規畫可以量身打造，兼具生產線與研發線之彈整機之規畫可以量身打造，兼具生產線與研發線之彈性與實用性。性與實用性。4.4.提前納入未來製程之考量，延續產品線之優勢提前納入未來製程之考量，延續產品線之優勢!5.5.本土化之技術團隊，最快速的保固維修服務，確保最本土化之技術團隊，最快速的保固維修服務，確保最高之生產品質高之生產品質!參考資料Micro lensesLens ModuleLCC typesCSP-CMOS可靠度測試可靠度測試依據：IPC/JEDEC J-STD-020A(From JEDEC Board Ballot JCB-98-104)JESD22-A113B(From JEDEC Board Ballot JCB-98-101)结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！48