天水华天科技生产实习报告

第 1 页 生产实习报告 一、实习目的 通过生产实习，了解本专业的生产过程，巩固所学专业知识。了解集成电路产业发展现状，亲身体验微电子产业的生产过程，将课堂所学理论知识 与实践联系起来，巩固所学专业知识，进一步的深入理解半导体元器件制造、集成电路制造、半导体器件封装的技术与工艺。 二、实习时间 实习时间共两周。其中第一周前往实习单位实习，第二周返回学校完成实习报告的撰写。 三、实习地点 甘肃省天水市华天科技股份（股票代码：002185） 四、实习内容 4.1实习单位简介 （1）天水华天科技股份简介 天水华天科技股份是由天水华天微电子股份为主发起人,联合国内相关知名的集成电路设计、芯片制造与相关投资公司于2003年12月规范设立的股份公司。公司主要从事半导体集成电路、半导体元器件的封装测试业务，是国内重点集成电路封装测试企业之一，公司的封装能力与技术水平在内资及内资控股企业中位居第三，为我国西部地区最大的集成电路封装基地与富有创新精神的现代化高新技术企业。2004、2005年连续两年公司被中第 2 页

国半导体行业 评选为中国最具成长性封装测试企业，2005年被国家科技部认定为国家级高新技术企业。2007年11月20日公司股票在深圳证券交易所A股成功上市，成为国内微电子行业第六家上市公司。 4.2、集成电路制造工艺 集成电路生产线是整个集成电路制造过程最基本也是最主要的环节，下面简单介绍天光的生产线流程： （1）风淋室：风淋室的主要作用是消除工作人员身上所携带的灰尘以及外界的静电等，其温度控制在20到25摄氏度，湿度在35%到50%，风速为0.2m\s。 （2）硅片处理：高温氧化——埋层光刻——埋层扩散——处理——隔离——显微镜下观察。 （3）硼扩散装置：此为四管扩散，扩散时考虑温度、时间、材料，温度前后偏差为2摄氏度。 （4）尾气装置：干——湿——干； （5）液态扩散装置：固态、液态离子注入； （6）导电层添加：形成金属层； （7）光刻间：黄光工作，氧化层厚度不同，呈现的色彩不同，乳白色为单晶硅； （8）烘箱：甩干液体，表面烘干后进行扩散； （9）测试装置：检验正常后才能进行下一道工序。 4.3参观配套部门 第 3 页

测试间：有三台测试台，用来制作完成的晶片，测试台都是全自动的，不合格的自动打红点标识，产品数据记录在计算机上进行分析 激光打印机：对晶片编号与对工艺参数进行跟踪。 清洗机：设备简单，工艺要求低。 表面颗粒测试仪：用激光扫描，监控生产线清洗完成的好坏，检查晶片表面污染状态。 扩散炉：常规使用的扩散温度为1000到1100摄氏度，使用碳化硅材料作炉壁，耐高温且不变形。 离子注入机：控制精度较高，使用气态杂质源，电场作用下把离子送入磁分析仪，分离出的杂质离子非常纯净。 组合式空调器：进风口——过滤器——出风口——过滤口，经初步过滤后把风送入进压间——工作间——过滤——车间，保证风是纵向的。 氢氧合成氧化系统：公司有专门的氢氧站，用来制氢气与氧气，制氢气与氧气用电解水的方法。 4.4集成电路封装生产线 封装的工艺流程一般可分为前后两段，包括前端工序与后端工序。 因集成电路应用环境与封装材料的不同，集成电路封装工艺流程可分为金属(黑瓷)封装与塑料封装两大流程。两种工艺流程的主要区别是金属(黑瓷)封装前先有所谓的“管壳”，而塑料封装的“管壳体”是在塑封注塑的过程形成的。 第 4 页

金属(黑瓷)封装一般工艺流程为晶圆检验、晶圆减薄、晶圆划片、装管、烧结、压焊、封盖、高温储存、盖印、（或电镀、浸锡、切脚、外观检验、老化测试、包装入库等工序。 塑料封装一般工艺流程为晶圆检验、晶圆减薄、晶圆划片、上芯、烘烤、压焊、塑封、后固化、打印、 冲废、去溢料（去飞边毛刺、电镀、切筋成型、外观检验、（或电测试、包装入库等工序。目前塑料封装占整个微电子封装的比例已高达90%以上。 4.5集成电路电镀车间 通过在华天公司电镀车间的参观实习，熟悉IC封装中的电镀工艺原理与流程，原理：电镀是利用电化学使引线框架金属表面沉积另一层金属的过程流程：电镀车间的主要结构有传送系统，循环系统，镀槽与控制系统组成。镀槽循环系统主要由工作槽，储液槽，循环泵组成。循环泵将储液槽中的液体抽送到工作槽中，液体再从工作槽中流回到储液槽中，如此形成一个循环系统。 4.6集成电路塑料封装原材料介绍 塑封集成电路主要原材料有：引线框架、银浆、焊丝（包括金丝、铜丝与铝丝）、塑封料、油墨与锡球。 塑封集成电路与分立器件辅助材料有：电镀材料、包装材料（塑料管、料盘、编带材料、塑料袋、纸箱子等。 一、引线框架 引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合焊丝实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了与外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导第 5 页

体集成块中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。主要用模具冲压法与化学刻蚀法进行生产. 引线框架的主要成分为铜，占总重量的99％以上，另外还有一些其他元素，如铁、磷等。 引线框架分为镀银框架、镀镍框架、镀镍钯金等几种。下表为一种镀银框架的成分比例表。 名称 铜 铁 磷 银 含量 >99% 0.05~0.15% 0.025~0.04% 0.01~0.03% 塑封集成电路的封装过程可分为减薄划片、上芯、压焊、塑封、打印、电镀、切筋成形几个工序，引线框架的使用除减薄划片工序外，贯穿于其他各个工序。在上芯工序开始使用引线框架，是将芯片粘到引线框架的载体上后，使用焊丝将芯片与引线框架连接在一起，使用塑封料并通过引线框架的连接将芯片包裹起来，最后再将引线框架的引线成形为各种需要的形状。 二、银浆 银浆是封装中用来将芯片固定在引线框架载体上的一种胶水，为液体。 银浆的作用：银浆的作用为将芯片固定在引线框架上，并起到导电的作用。图5为使用银浆将芯片固定在引线框架上后的一个图片。 银浆的固化：使用银浆将芯片粘在引线框架载体上后，由于银浆为液体，故需要使用烘箱进行烘烤，使银浆进行固化，图7为使用烘箱图片。 焊丝的定义 第 6 页

焊丝为一种金属丝，有金丝、铜丝与铝丝等，华天科技现在使用的焊丝种类有金丝与铜丝。焊丝都很细，直径一般为18-50微米，最细的约为头发直径的三分之一（头发直径60-80微米）。 焊丝的作用即将芯片的铝垫与引线框架的内引线连接在一起形成一个通路。图8为使用焊丝将铝垫与内引线连接在一起的示意图。 塑封料 塑封料即环氧树脂模塑料、环氧塑封料，是由环氧树脂为基体树脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等为填料，以及添加多种助剂混配而成的粉状模塑料。塑料封装（简称塑封）材料90％以上采用EMC，塑封过程是将EMC挤压入模腔并将其中的半导体芯片包埋，同时交联固化成型，成为具有一定结构外型的半导体器件。 塑封料由环氧树脂、硬化剂、催化剂、填料等组成，具体含量如图10。塑封加热至约170度后形成液体，使用注塑机将其挤压入模具型腔后芯片包埋，同时在高温下交联固化成型，最后形成入黑色固体。 塑封料使用的注意事项： 1、需在5摄氏度以下存储，使用前需将问题提高到室温； 2、使用有期限：第一有效期时间为96小时，第二有效期时间为40小时。 油墨及锡球 油墨的作用：使用油墨在集成电路塑封体表面印刷各种印字或符第 7 页

号，以对各种塑封集成电路进行区分。 锡球的作用：使用电镀的方法将锡球分解后在引线框架表面镀锡，达到防止集成电路管腿氧化与增强易焊性的目的。 包装材料 包装材料有：塑料管、料盘、编带材料、纸箱子等。 五、实习总结 在天水市天光半导体与华天科技股份的实习过程中，我学 到了很多集成电路生产的知识。想要真正了解掌握集成电路声生产相关知识，光靠看书是不行的。我们必须深入到实习中，必需时间出真知。同时，在实习的过程中，我们还必需将书本中的知识很好的应用到时间操作中。 我们先参观了天光企业的生产线，首先看到的是空气净化设备—空气净化炉，现在这里的空气净化率可以达到1000单位，已经是很先进的了。然后我们到二楼车间，在这个车间里拥有更加先进的除尘设备与空气循环设备，每一次便会有30%的经过处理的新鲜空气由上而下缓慢的进入车间，这里的净化装置采用的电离空气，并清楚有害的离子的形的仪器，这个是一个进口于80年代的扩散装置，可以使镜片表面的铝层更加的原理，使得空气尘埃率仅为300单位。接下来我们见到了一个接近两米高的红色外壳方致密均匀。然后我们一次参加了清洗车间、加热炉、检测车间以及净水车间，期间还有人给我们讲解以及示范，以便我们更好的理解。给我印象最深的是那个测试部的工程师，他很耐第 8 页

心地为大家讲解了测试的定义，测试的种类，影响测试的因素以及优秀测试人员应该注重的方面，还很高兴地为大家解答问题。我们分别进入测试检测部，封装生产车间，晶片检测筛选车间。首先进入了检测部，这里采取了严格的静电防护措施，还要按要求穿特制的洁净服才能进入车间，然后进入晶片检测与筛选车间，这里采用了示波器，四探头仪等相关较尖端的仪器对镜片进行逐个检测试验，已经达到所有晶片完全满足客户要求，最后来到生产加工车间，里面有溅铝工艺，蒸发镀铝工艺，磨片工艺，光刻工艺及其清洗过程。 我们还参观了天水华天股份，参观之前听了一堂讲集成电路生产线封装的课，让我们明白了采用的技术以及原理，以便我们更好的理解。我们还参观了华天的电镀车间以及一些测试部门。 通过这次实习，我深刻的认识到了自己在学习上的额不足，只有理论知识是不够的，理论知识与实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际操作能力，并且从中培养自己的独立思考的能力。 六、实习体会 此次天水之行，我一生珍藏。 难忘三个多小时的火车颠簸，半个小时的汽车坎坷，一路上整个专业包括两位教师在内七十多人的欢声笑语；难忘在天水天光里身着防静电服在生产车间里目睹了只有在书本上才看得到的整个芯片的生产流程，包括光刻、氧化、掺杂等一系列生产流程，