ขั้นตอนการผลิตไอซี IC (Integrated Circuit Process Flow)
 ภาพจาก : Microchip.com | IC ย่อมาจาก Integrated Circuit (แผงวงจรไฟฟ้ารวม) IC เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่หลายอย่างขึ้นอยู่กับการออกแบบ เช่น ไอซี (IC) CPU, Microcontroller, ขยายเสียง หน่วยความจำ RAM,ROM และอื่นๆ อีกมามาย IC จะรวมเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดที่ทำหน้าที่เป็น ไดโอด (Diode), ทรานซิสเตอร์ (Transistor),ตัวต้านทาน (Resistor),ตัวเก็บประจุ (Capacitor) และอื่นๆ มาประกอบรวมกันบนแผ่นวงจรขนาดเล็ก เรียกว่าชิฟ (Chip) หรือ (Die) โดยจะฝังอยู่บนแผ่นผลึกหรือเวเฟอร์ (Wafer) ซึ่ง Wafer แผ่นหนึ่งสามารถบรรจุชิพได้จำนวนมาก ขึ้นอยู่กับขนาดของตัว Die และขนาดของแผ่น Wafer ขั้นตอนการผลิต Wafer จะใช้กรรมวิธีทางด้านการถ่ายภาพอย่างละเอียด ผสมกับขบวนการทางเคมีทำให้ลายวงจรมีความละเอียดมากๆ สามารถบรรจุองค์ประกอบของวงจรได้จำนวนมาก ความหนาแน่นขององค์ประกอบวงจรที่บรรจุลงใน IC มีตั้งแต่หลายสิบตัวซึ่งเรียกว่า SSI (Small Scale Integrated) จนกระทั่งถึงหลายสิบล้านตัว ซึ่งเรียกว่า ULSI (Ultra Large Scale Integrated) |
| ขั้นตอนการผลิต IC (Integrated Circuit Process Flow) | |
| การผลิต IC นั้นมีขั้นตอนมากมายหลายขั้นตอนแต่ในบทความนี้จะสรุปมาเฉพาะขั้นตอนที่สำคัญๆ ของการประกอบ (Assembly) และการทดสอบ (Test) ซึ่งเป็นขั้นตอนหลังจากการออกแบบ และการผลิตออกมาเป็นแผ่น Wafer แล้ว ซึ่งปัจจุบันอาจจะมีขบวนการที่เปลี่ยนไปบ้างตามเทคโนโลยี แต่ขั้นตอนหลักๆ ดังนี้ | |
 | |
| ขั้นตอนที่ 1 | Wafer Mount การติดแผ่น Wafer ลงบน Ring Frame โดยการใช้ Tape Mount เป็นตัวยึด เพื่อป้องกันไม่ให้ Die หลุดกระเด็นออกจากแผ่น Wafer จากขั้นตอนการตัด Die หรือ Wafer Saw การ Mount นั้นใช้เครื่อง (Wafer Mount) |
  | |
| ขั้นตอนที่ 2 | Wafer Saw การนำ Wafer ที่ Mount เรียบร้อยแล้วเข้าเครื่อง Wafer Saw เพื่อทำการตัดแยกตัว Die ออกเป็นชิ้นเล็กๆ ด้วยคมมีดที่มีความเร็วรอบสูงมากๆ |
 | |
| ขั้นตอนที่ 3 | Die Attach การติดตัว Die ลงบนโลหะตัวนำไฟฟ้า (หรือ Lead Frame) ด้วยกาวที่มีส่วนผสมของโลหะเงิน หรือ Epoxy เป็นตัวประสานจับยึดแน่น และเป็นตัวนำไฟฟ้าระหว่างโลหะตัวนำไฟฟ้า กับแผ่นวงจรไฟฟ้ารวม หลังจากติดตัว Die เรียบร้อยแล้วจะนำงานที่ได้เข้าสู่กระบวนการอบเพื่อให้กาว Epoxy แห้ง ด้วยตู้อบ (Oven) หรืออบด้วยรังสีความร้อน Snap Cure ซึ่งแค่ Lead Frame วิ่งผ่านสายพานก็อบเรียบร้อยแล้ว |
 | |
| ขั้นตอนที่ 4 | Wire Bond การเชื่อมต่อวงจรระหว่างตัว Die กับส่วนที่เป็นตัวนำไฟฟ้า หรือขางานบน Lead Frame ด้วยลวดทองที่มีความบริสุทธิ์ถึง 99.99% ด้วยอุณหภูมิสูง และคลื่นความถี่สูง (ปัจจุบันก็มีการเชื่อมวงจรด้วย ทองคำ ทองแดง (ลดต้นทุนการผลิต) และเงิน) |
 | |
| ขั้นตอนที่ 5 | Encapsulation หรือ Mold การปกคุลมแผงวงจรไฟฟ้ารวมด้วยเม็ดพลาสติก (Compound) โดยการหลอม Compound ด้วยอุณหภูมิสูง แล้วฉีดเข้าไปปกคลุมแผงวงจรไฟฟ้า เพื่อป้องกันไม่ให้ตัว Chip (IC) เกิดการทำปฏิกริยากับบรรยากาศภายนอก เพราะในอากาศมีความชื้นปะปนอยู่ อาจทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานของ IC ลดลง หรือเสื่อมเสียได้ง่าย และป้องกันลวดที่เชื่อมขางานเกิดการล้มเกิด Short Circuit เมื่อทำการ Mold เรียบร้อยแล้วก็จะต้องนำงานเข้าไปอบในตู้อบในตู้อบ (Oven) ด้วยอุณหภูมิสูง เป็นการปรับสภาพของ Compound ให้คงตัว |
 | |
| ขั้นตอนที่ 6 | Mark การทำสัญลักษณ์ลงบนเนื้อของตัวงานด้วยแสง Laser หรือหมึก Ink Mark เป็นการทำสัญลักษณ์ลงบนผิวงานส่วนใหญ่ใช้หมึกสีขาวสามารถลบออกได้ด้วยการขัดผิด (Mark แสดงวัน/เดือน/ปี ผลิต รหัสทางการค้า หรือรหัสของการนำไปใช้งานต่างๆ) |
 | |
| ขั้นตอนที่ 7 | Plating การเคลือบผิวของโลหะตัวนำไฟฟ้า Leasd Fram ด้วยดีบุก (Sn) ทางฟิสิกส์ (ไฟฟ้า+เคมี) โดยการทำให้อนุภาคของดีบุกซึมลงไปในเนื้อของโลหะตัวนำไฟฟ้าโดยอาศัยหลักการแตกตัวของอิเล็กตรอน ซึ่งประจุไฟฟ้าทางด้านบวก จะวิ่งเข้าหาประจุไฟฟ้าทางด้านลบ โดยเคลื่อนที่ผ่านสื่อกลางเคมีการเคลือบผิวของโลหะ Lead Fram เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดออกไซด์ |
 | |
| ขั้นตอนที่ 8 | Trim & Form การตัดตัว IC แยกตัวงานออกจากสติรป (Lead Frame) และขึ้นรูปขางานตาม Drawing Outline ของ IC แต่ละประเภท |
 | |
| ขั้นตอนที่ 9 | Test การทดสอบหน้าที่การทำงานต่างๆ และคุณภาพของตัวงานรวมไปถึงการทดสอบการทำงานในสภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างตั้งแต่ประมาณ (–40 ถึง 125 องศาเซลเซียส) ของแต่ละผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ปัจจุบันมีการ Test แบบ Strip Test คือการทดสอบทั้ง Lead Fram ก่อนที่จะตัด IC ออกมาเป็นตัวๆ ซึ่งสามารถทดสอบได้อย่างรวดเร็วขึ้นมาก |
 | |
| ขั้นตอนที่ 10 | Lead Scan การตรวจสอบความผิดปกติของการทำ Laser Mark และขาของ IC โดยใช้กล้องถ่ายภาพกับเทคโนโลยี Image Processing ทั้งแบบงานที่บรรจุใน Tube (หลอด) และงานที่บรรจุใน Tape & Reel (ม้วนเทป) ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการประกอบ IC ก่อนส่งงานให้กับลูกค้า |
 |
