การผลิต IC

ไอซีหรือ IC (ย่อมาจาก Integrated Circuit) คือวงจรที่นำเอาไดโอด, ทรานซิสเตอร์,ตัวต้านทาน,ตัวเก็บประจุ และองค์ประกอบวงจรต่าง ๆ มาประกอบรวมกันบนแผ่นวงจรขนาดเล็กในปัจจุบันแผ่นวงจรนี้จะทำด้วยแผ่นซิลิคอนบางทีอาจเรียก ชิพ (Chip) และสร้างองค์ประกอบวงจรต่างๆฝังอยู่บนแผ่นผลึกนี้

ซึ่งการผลิตตัวไอซีนั้นโดยปกติแล้วขั้นตอนกระบวนการนี้จะมี 2 ขั้นตอน

1. Front-End
2. Back-End

Front-End

Front-Endเป็นกระบวนการแปรรูปแผ่นเวเฟอร์ให้เป็นชิพเล็กๆ
ซึ่งมีการออกแบบรูปแบบวงจรไว้ตั้งแต่ต้นแล้ว ขั้นตอนนี้จะมีขั้นตอนย่อยๆ ดังนี้

1.1) Wafer Backgrind : เป็นขั้นตอนการกลึงแผ่นเวเฟอร์ให้ได้ความหนาตามต้องการ

(ปกติอยู่ที่ประมาณ 8-20 มิลลินิ้ว) ซึ่งในขั้นตอนนี้ยังมีขั้นตอนย่อยๆ อีกดังนี้

• Prepare : ทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์
• Running : การนำแผ่นเวเฟอร์ใส่ลงโมลยึดชิ้นงานและทำการกลึงโดยเครื่องจักร
• Finishing : ทำความสะอาดชิ้นงานด้วยน้ำ DI

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a) เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและชุดควบคุม : เพื่อควบคุมอุณหภูมิของสารต่างๆเช่น น้ำ DI

b) ไฟเบอร์ออปติก : เพื่อตรวจจับตำแหน่งชิ้นงาน

.

1.2)  Die Preparation : ส่วนนี้จะทำการตัดแผ่นเวเฟอร์ให้เป็นชิ้นเล็กๆ
ตามขนาดที่ได้ออกแบบไว้ (ชิพ) มี 2 ขั้นตอนย่อย

• Wafer mounting : เป็นการยึดแผ่นเวเฟอร์เข้ากับเฟรม
  เพื่อใช้เป็นจุดยึดจับชิ้นงานก่อนทำการตัด
• Wafer saw : ทำการตัดแผ่นเวเฟอร์เป็นชิ้นสี่เหลี่ยมตามขนาดที่ออกแบบไว้
  เมื่อได้ชิ้นงานตามต้องการแล้วจะผ่านการล้างทำความสะอาดด้วยสเปรย์น้ำ DI

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a) โฟโต้อิเล็กทริคเซนเซอร์ : สำหรับตรวจจับตำแหน่งเฟรม

b) ไฟเบอร์ออปติก : สำหรับจับตำแหน่งกลางของชิ้นแผ่นเวเฟอร์

c)  เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและชุดควบคุม : เพื่อควบคุมอุณหภูมิของสารต่างๆเช่น น้ำ DI

1.3)  Die Attach Process : ขั้นตอนการประกอบชิพเข้ากับ
Lead frame มี 2 วิธีการ ซึ่งแต่ละวิธีการก็จะมีวัตถุประสงค์แตกต่างกันไปดังนี้

• Adhesive die attach : เป็นการประกอบชิพกับ
  Lead frame ด้วยสารจำพวกอีพ็อกซี่เพื่อยึดติดชิ้นงานเพียงอย่างเดียว
• Eutectic die attach : เป็นการประกอบชิพกับ
  Lead frame ด้วยทองหรือซิลิกอน ซึ่งการยึดติดรูปแบบนี้จะมีผลทางไฟฟ้าต่อชิ้นงาน

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a)  ระบบตรวจสอบด้วยกล้อง : เพื่อตรวจสอบตำแหน่งการติดชิพกับ Lead frame

.

1.4)  Wire Bonding Process : เป็นการเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้าระหว่างตัวชิพกับ
Lead frame ตามที่ได้ออกแบบไว้โดยสารที่ใช้ในการเชื่อมวงจรส่วนมากจะใช้อะลูมิเนียมหรือทอง

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a)  ระบบตรวจสอบด้วยกล้อง : สำหรับตรวจสอบคุณภาพในการเชื่อมวงจร

1.5)  Die Overcoat : การเคลือบสารจำพวกซิลิโคนเพื่อป้องกันความชื้นและการกัดกร่อน

Back-End

Back-End : เป็นกระบวนการหล่อหรือทำโครงรอบตัวชิพ
เพื่อป้องกันชิพและรวมไปถึงการบ่งชี้รุ่นต่างๆ ของชิพนั้นๆ
ด้วยการยิงเลขรหัสชิ้นงาน ซึ่งสามารถแบ่งเป็นขั้นตอนย่อยๆ ได้ดังนี้

2.1)  Molding/ Plastic Encapsulation : เป็นการฉีดพลาสติกเพื่อหล่อขั้นเป็น

โครงรอบตัวชิพ (จากรูปคือพลาสติกหุ้มสีดำ)

      

2.1)  Sealing/ Hermetic Encapsulation : เป็นซีลรอบชิ้นงานและปิดด้านบนของโมล
เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งแปลกปลอมและความชื้นเข้าไปสัมผัสตัวชิพ

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a) ระบบตรวจสอบด้วยกล้อง : เพื่อตรวจสอบคุณภาพของโมลที่หุ้มตัวชิพ

.

2.2)  Marking : เป็นการพิมพ์หรือยิงเลเซอร์รหัสชื่อรุ่น, วันที่ผลิต
และข้อมูลอื่นๆ ที่จำเป็น

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a) ระบบตรวจสอบด้วยกล้อง : เพื่อตรวจสอบคุณภาพและตำแหน่งการพิมพ์ตัวหนังสือ

2.3)  DTFS (Deflash/ Trim/ Form/ Singulation) :
เป็นการตัดหรือนำชิ้นส่วนที่ไม่เกี่ยวข้องออกจากชิ้นงานเช่น
รอยต่อ, ส่วนของการยึดติดชิ้นงาน

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a) โฟโต้อิเล็กทริคเซนเซอร์ : ตรวจจับตำแหน่งชิ้นงานขนาดเล็ก

2.4)  Lead Finish : การเคลือบชิ้นงานด้วยสารจำพวกโลหะ
เพื่อป้องกันการกัดกร่อนและรอยขีดข่วน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการประสานรอยต่อต่างๆ
รวมทั้งเพิ่มความสวยงามให้กับชิ้นงาน

สินค้าและแอพพลิเคชั่น

a) โฟโต้อิเล็กทริคเซนเซอร์ : ตรวจจับตำแหน่งชิ้นงานขนาดเล็กและมันวาว

ลองดูในส่วนของวีดีโอ กันนะครับ