Sekai Watch · Học tiếng Nhật qua phim song ngữ

← Ichiken

Đang tải phụ đề…

00:00

Hội thoại

482 câu

今日はパワー半導体製造の後工程を見るために

Hôm nay, để tận mắt xem công đoạn hậu kỳ trong quy trình sản xuất bán dẫn công suất,

山梨にあるシーマ電子にやってきました

mình đã đến công ty Cima Electronics ở Yamanashi đây.

前回東芝デバイス&ストレージの加賀工場に訪問して

Lần trước mình đã ghé thăm nhà máy Kaga của Toshiba Electronic Devices & Storage,

パワー半導体製造の前工程の部分を見てきました

và được xem phần công đoạn tiền kỳ của việc sản xuất bán dẫn công suất rồi.

この工程は主に

Công đoạn đó chủ yếu

パワー半導体のパッケージの中に入っている

là để làm ra những con chip nằm bên trong

チップを作るための工程です

lớp vỏ bảo vệ (package) của bán dẫn công suất.

今回見ていくのは後工程といって

Còn lần này, thứ chúng ta xem gọi là công đoạn hậu kỳ,

完成した半導体のチップを実際の製品で見かける

tức là quá trình biến những con chip bán dẫn đã hoàn thiện

パッケージの形にしていく工程を見ていきます

thành hình dạng đóng gói mà mọi người hay thấy ở các sản phẩm thực tế đó.

シーマ電子は主に半導体の試作評価を

Cima Electronics là một công ty chuyên về

売りにしている会社です

mảng sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất bán dẫn.

その中でもパワー半導体の後工程部分が

Và trong đó, việc công đoạn hậu kỳ của bán dẫn công suất

どのように行われているかというのを

được diễn ra cụ thể ra sao,

今回は特別に見せてもらえることになりました

thì lần này mình đã được đặc cách cho vào xem tận mắt luôn.

というわけで実際にパワー半導体の

Thế nên là, ngay bây giờ chúng ta sẽ đi vào thực tế

後工程を見ていくのですが

xem công đoạn hậu kỳ của bán dẫn công suất nhé,

その前にスポンサーの紹介です

nhưng trước đó thì cho mình giới thiệu nhà tài trợ một chút nha.

どうぞ

Xin mời!

プリント基板を安く作るのなら

Nếu mọi người muốn làm bảng mạch in giá rẻ

JLCPCBがおすすめです

thì mình recommend JLCPCB nhé.

最近特に多層基板の製造を頑張っていて

Dạo này họ đặc biệt đẩy mạnh sản xuất bảng mạch đa lớp,

皆さんにもぜひ6層基板を使ってほしいとのことです

và rất mong mọi người dùng thử mạch 6 lớp đấy.

中国で非常に大規模で作っているので

Vì họ sản xuất với quy mô cực lớn bên Trung Quốc

価格はかなり安いです

nên giá cả rẻ lắm luôn.

6層100ｘ100mm基板で5枚35ドル

5 tấm mạch 6 lớp cỡ 100x100mm mà chỉ có 35 đô thôi.

高密度設計で必須となるPad-on-Viaが

Công nghệ Pad-on-Via cực kỳ cần thiết cho thiết kế mật độ cao

最近無料で使えるようになりました

dạo gần đây cũng đã được dùng miễn phí rồi.

6層基板用のクーポンも配布しているので

Họ cũng đang phát coupon cho mạch 6 lớp nữa,

皆さんもぜひ色々と試してみてください

nên mọi người cũng nhất định làm thử đủ kiểu xem sao nha.

ここに半導体の工場で

Ở đây có một tấm wafer

前工程を通ったウェハがあります

đã đi qua công đoạn tiền kỳ ở nhà máy bán dẫn.

ウェハ上には既にデバイスが

Trên wafer này thì các linh kiện (device)

出来上がっている状態です

cơ bản là đã được hoàn thiện rồi.

このウェハに色々な加工をしていくことで

Bằng cách thực hiện đủ loại gia công lên tấm wafer này,

後工程が進んでいきます

công đoạn hậu kỳ sẽ được tiến hành.

その加工というのは

Những gia công đó bao gồm

バックグラインド、ダイシング、ダイアタッチ、

mài mặt lưng (backgrind), cắt chip (dicing), gắn chip (die attach),

ワイヤーボンディング、樹脂封止、個片化です

hàn dây (wire bonding), đóng gói bằng nhựa (resin molding), và tách lẻ.

今回見ていくパワー半導体の後工程ですが

Công đoạn hậu kỳ của bán dẫn công suất mà chúng ta xem lần này,

量産品とは違って少ない数量の試作品です

khác với hàng sản xuất hàng loạt, đây chỉ là hàng làm thử với số lượng ít thôi.

そのため手作業でやる工程が多くなっています

Vì thế nên có khá nhiều công đoạn làm bằng tay.

そのため半導体製造装置という

Nhờ vậy mà bên trong "hộp đen"

ブラックボックスの中で

gọi là thiết bị sản xuất bán dẫn ấy,

何が行われているのかを

người ta thực sự đang làm cái gì

実際に見てわかるようになっています

thì mình có thể tận mắt xem và hiểu được luôn.

半導体の後工程は

Công đoạn hậu kỳ của bán dẫn

ウェハの裏面を研磨するところから始まります

bắt đầu từ việc mài mặt lưng của tấm wafer.

これをバックグラインドと呼びます

Cái này người ta gọi là backgrinding (mài mặt lưng) đấy.

研磨を始める前にまずはウェハに

Trước khi bắt đầu mài, đầu tiên phải dán

バックグラインドテープを貼り付けます

băng dính backgrind lên wafer đã.

この装置を使います

Mình sẽ dùng cái máy này nhé.

これはウェハ上に作った回路を

Băng dính này dùng để hút

吸着して固定するためのものです

và cố định các mạch điện đã làm trên wafer.

こうすることで研磨をするときに発生する

Làm thế này sẽ bảo vệ mạch điện

削りカスなどから回路を守ります

khỏi vụn bào sinh ra trong quá trình mài.

このように貼り付けていきます

Người ta dán vào như thế này đây.

こちらのテープの粘着力を発揮するために

Để phát huy độ kết dính của cuộn băng này,

紫外線硬化型粘着剤を使っていて

người ta dùng keo quang hóa (đông cứng bằng tia UV),

バックグラインドが終了した後は

nên sau khi mài xong

紫外線を照射して剥がします

chỉ cần chiếu tia UV vào là bóc ra được.

ちなみにこちらのテープを貼って剥がす工程は

Nhân tiện thì công đoạn dán và bóc loại băng dính này,

量産品の場合は全て自動で行うのが一般的です

trong sản xuất hàng loạt thường sẽ được tự động hóa 100% nhé.

バックグラインドテープを貼り付け終わったら

Dán băng dính mài mặt lưng xong rồi,

次は実際にウェハの裏面を削っていきます

bước tiếp theo là đi vào mài mặt lưng của wafer thật.

インゴットから削り出したウェハの厚みは

Độ dày của wafer khi mới cắt ra từ thỏi ingot (phôi)

8インチウェハの場合 725μm程度です

rơi vào khoảng 725μm đối với wafer 8 inch.

半導体の種類によって

Tùy vào loại bán dẫn

削った後の厚みは変わってくるのですが

mà độ dày sau khi mài sẽ khác nhau,

例えばパワー半導体の場合 100μm程度

ví dụ như bán dẫn công suất thì cỡ 100μm,

メモリなどの場合はさらに薄く削ります

còn với chip nhớ (memory) thì người ta mài mỏng hơn nữa cơ.

ウェハは薄くなってくると

Wafer mà càng mỏng đi

チップが割れるリスクがあるので

thì rủi ro nứt vỡ chip càng cao,

取り扱いには十分注意します

nên phải thao tác cực kỳ cẩn thận.

では実際にやっていきます

Rồi, giờ mình vào thực hành luôn nha.

このウェハをセットして

Đặt tấm wafer này vào máy,

これですね

chính là cái này.

この中にさらにセットいくと

Đặt sâu vào bên trong như thế này,

これで後は自動的にバックグラインドが始まります

thế là phần còn lại máy sẽ tự động mài mặt lưng luôn.

バックグラインド工程としては

Quy trình mài mặt lưng này

荒削り、本削り、洗浄の3ステップです

gồm 3 bước: mài thô, mài tinh và rửa sạch.

荒削りで大体の寸法まで削ったら

Sau khi mài thô cho về sát kích thước,

本削りで狙った厚みまで研磨していきます

sẽ chuyển sang mài tinh cho đến độ dày mong muốn.

その後洗浄します

Sau đó sẽ đem đi rửa.

加工時間は条件などによって色々変わるのですが

Thời gian gia công thì thay đổi tùy theo điều kiện đủ thứ,

だいたい数十分程度で終わります

nhưng đại khái cỡ vài chục phút là xong thôi.

実際にバックグラインド装置の中を見ると

Nhìn thực tế vào bên trong cái máy mài

このようになっています

thì nó như thế này đây.

ここがウェハを削る部分です

Chỗ này là phần để mài wafer.

この中に砥石が入っています

Trong này có chứa một cái đá mài.

砥石もこのような見た目をしています

Cái đá mài trông nó cũng như thế này này.

削るのが完了した後は洗浄されて出てきます

Mài xong xuôi thì nó sẽ được rửa sạch rồi đẩy ra.

削った後のウェハの裏面はこのようになっています

Mặt lưng của wafer sau khi mài trông sẽ như thế này.

ちょうど研磨が終わったので

Vừa khéo mài xong rồi nè,

装置を出して

mình lấy nó ra khỏi máy nha,

結構薄くなっているので慎重に取り扱います

vì nó mỏng đi khá nhiều rồi nên phải cẩn thận lắm đấy.

このようになっています

Nó thành ra như này đây.

削ると言っていますが実際は研磨に近いので

Dù gọi là mài (gọt) nhưng thực tế giống đánh bóng hơn,

この表面部分は結構ツルツルしています

nên phần bề mặt này sờ vào khá là nhẵn nhụi.

この表面の粗さはこの後の工程で出てくる

Độ nhám của bề mặt này có liên quan đến

リードフレームへの接合や信頼性に関わってきます

việc hàn vào khung tiếp dẫn (lead frame) ở các bước sau cũng như độ bền đấy.

バックグラインドが終わったウェハが

Wafer đã mài xong

こちらにあるのですが

thì đang nằm ở đây rồi,

ここまで来たら次の工程のダイシングに移ります

đến bước này thì mình sẽ chuyển sang công đoạn cắt chip (dicing) nhé.

ダイシング工程というのは

Công đoạn cắt chip (dicing) là

ウェハをダイと呼ばれるチップ状に

quá trình cắt, chia nhỏ wafer thành từng miếng chip

一つ一つ分割･切断する工程のことです

người ta hay gọi là "die" ấy.

ダイシングを始める前に

Trước khi bắt tay vào cắt,

今度はダイシングテープというものを

lần này mình lại phải dán một thứ gọi là băng dính dicing

ウェハに貼り付けていきます

lên trên bề mặt wafer.

ですがさらにその前に

Nhưng mà trước đó nữa,

先ほど貼り付けたバックグラインドテープに

phải chiếu tia UV vào cái băng dính backgrind vừa dán lúc nãy

紫外線を当てて粘着を弱めていきます

để làm giảm độ dính của nó đi đã.

これは剥がしやすくするためです

Cái này là để tí nữa bóc cho dễ đấy mà.

こちらにある装置ですが

Máy này ở đây nè,

ここにこのように入れていって

mình cho nó vào như thế này,

あとは

rồi thì,

閉じると

đóng nắp lại,

これで紫外線の照射が始まって

thế là máy bắt đầu chiếu tia cực tím,

テープが剥がしやすくなります

giúp băng dính dễ bóc ra hơn hẳn.

バックグラインドテープに

Chiếu tia UV lên băng dính mài

紫外線を照射し終わりました

xong xuôi hết rồi nhé.

ここからダイシングテープを貼り付けていきます

Từ bước này mình sẽ dán băng dính dicing lên.

先ほどテープの種類は変えてあるのですが

Loại băng dính thì vừa nãy đã thay rồi,

同じ装置に

trên cùng cái máy đó,

このように置いて

mình đặt vào thế này,

あとはテープを貼り付けていきます

rồi cứ thế dán băng dính lên thôi.

このようにダイシングテープを貼り付けました

Thế là dán xong băng dính dicing rồi đấy.

ここからは先ほど貼り付けた

Từ giờ thì mình sẽ bóc cái băng dính mài

バックグラインドテープを剥がしていきます

đã dán lúc đầu ra nha.

このように紫外線を照射したので

Vì đã được chiếu tia cực tím như ban nãy

粘着力がかなり弱くなっています

nên độ bám dính đã yếu đi khá nhiều rồi.

綺麗に剥がれます

Bóc ra mượt mà, sạch sẽ luôn.

ここまで終わったら

Xong bước này rồi

次のダイシングに進んでいきます

thì tụi mình tiến tới công đoạn dicing tiếp theo thôi.

ダイシングはこちらの装置を使ってやっていきます

Phần dicing mình sẽ dùng cái máy bên này nhé.

中にはこのような形状の

Bên trong có một lưỡi mài siêu mỏng

極薄の砥石ブレードが入っていて

hình dáng như thế này,

それを高速で回転させて

nó sẽ xoay với tốc độ siêu cao

ウェハに当てて切断します

rồi đè lên wafer để cắt đứt.

こちらは見てみると本当に薄いです

Nhìn thử đi, nó mỏng thật sự luôn đấy.

これは砥粒として

Cái này dùng hạt kim cương nhân tạo

人工ダイヤモンドを使っているものです

để làm hạt mài đó.

基本的に水を吹き付けながら

Về cơ bản thì vừa xịt nước

一直線に切断していきます

vừa cắt theo một đường thẳng tắp.

ダイシングの時に気をつけなければいけないのが

Khi cắt dicing, có một điều cực kỳ phải lưu ý

チッピングです

chính là hiện tượng "chipping" (mẻ cạnh).

チッピングというのは

Chipping nghĩa là

シリコンチップの端の部分に

hiện tượng phần viền của chip silicon

欠けや割れが発生する現象のことです

bị sứt mẻ hay nứt vỡ.

チッピングが発生すると

Nếu xảy ra hiện tượng mẻ cạnh,

完成した半導体の電気的特性が悪くなったり

đặc tính điện của chất bán dẫn khi hoàn thiện sẽ kém đi,

機械的強度が低下し信頼性に大きく影響します

cũng như độ bền cơ học giảm sút, ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy.

量産時では歩留まりが悪くなります

Khi sản xuất hàng loạt thì tỷ lệ lỗi (yield) sẽ rất tệ.

チッピングは砥石の粒径や切削条件

Tình trạng mẻ cạnh này liên quan đến kích thước hạt mài, điều kiện cắt

テープにも関係はありますが

hay cả băng dính nữa,

シリコン自体がもろい材料のため

nhưng do bản thân silicon là vật liệu giòn,

わずかなことが原因で欠けなどが起こります

Nên chỉ một lý do nhỏ tẹo thôi cũng làm nó sứt mẻ rồi.

このようなものがチッピングですね

Những chỗ như thế này chính là chipping nè.

そのためブレードの回転速度や移動速度など

Bởi vậy, tốc độ xoay hay tốc độ di chuyển của lưỡi dao...

その辺りに色々ノウハウがあります

quanh mấy khoản đó là cả một bầu trời bí quyết (know-how) đấy.

こちらがダイシングが終わった後のウェハです

Đây là tấm wafer sau khi đã cắt xong.

切り出したチップは

Những con chip được cắt ra

ダイシングテープに張り付いたままです

vẫn dính chặt trên băng dính dicing nha.

このような状態です

Tình trạng hiện tại là thế này đây.

わかりますか

Mọi người thấy rõ không?

次はダイシングテープからチップを取り外して

Bước tiếp theo là lấy chip ra khỏi băng dính

リードフレームや基板などに

để bước vào công đoạn gắn nó lên

実装する工程に入ります

các khung tiếp dẫn (lead frame) hoặc bảng mạch.

この工程はダイアタッチとか

Công đoạn này gọi là die attach

ダイボンディングと呼ばれています

hay die bonding.

今こちらに手に持っているのは

Thứ mình đang cầm trên tay lúc này

TO-247パッケージのリードフレームです

chính là khung tiếp dẫn của vỏ bảo vệ (package) loại TO-247.

このパワー半導体の足の部分に

Nhìn vào phần chân của bán dẫn công suất này,

見覚えがあるかと思います

chắc mọi người cũng thấy quen quen ha.

実際にパワー半導体が載るのは

Chỗ thực sự đặt bán dẫn công suất lên

ここのダイパッドと呼ばれる平らな部分です

là cái phần bằng phẳng gọi là die pad ở đây này.

つなげる材料は目的によって変わるのですが

Vật liệu để gắn thì thay đổi tùy theo mục đích,

板はんだや

nhưng người ta thường dùng thiếc tấm,

このようなペーストはんだ、焼結材などを使います

thiếc dạng kem thế này, hoặc vật liệu thiêu kết (sintered paste).

大体のパワー半導体は

Đa phần các loại bán dẫn công suất

このダイパッドの部分に

thì phần cực Drain hoặc Collector

ドレインかコレクタが繋がっています

sẽ được nối vào khu vực die pad này.

こちらのダイシング後のウェハですが

Về tấm wafer sau khi cắt này á,

このウェハにはんだはくっつかないので

thiếc hàn sẽ không bám vào mặt wafer đâu,

本来であればバックグラインド後に

nên đáng lẽ ra sau khi mài mặt lưng xong,

ウェハやはんだ等の接続のために

người ta phải tráng một lớp màng kim loại

金属を成膜します

để kết nối wafer với thiếc hàn các kiểu.

これはバックメタルというものです

Lớp đó người ta gọi là back metal (kim loại mặt lưng).

ダイボンディングの工程ですが

Về quy trình die bonding,

リードフレーム、はんだ、バックメタル済みの

mình cứ lần lượt đặt khung tiếp dẫn, thiếc hàn,

チップの順番で置いていって

rồi đến chip đã có lớp back metal lên,

加熱するとダイボンディングの完成です

sau đó gia nhiệt là hoàn thành die bonding rồi.

では実際にこちらの機材を使いながら

Giờ thì mình vừa dùng máy móc bên này

手順を見ていきます

vừa xem thử các thao tác nhé.

まずペーストはんだを使う場合を紹介していきます

Trước tiên mình sẽ giới thiệu trường hợp dùng thiếc kem nha.

こちらのペーストはんだの印刷装置で

Mình sẽ dùng cái máy in thiếc kem này

手作業でペーストはんだを

để in thiếc kem lên khung tiếp dẫn

リードフレームに印刷していきます

bằng tay luôn.

少量多品種の試作だからこそ

Chính vì làm hàng mẫu số lượng ít, chủng loại nhiều

このようなものを使っています

nên người ta mới xài đồ nghề kiểu này đấy.

このようにステンシルにペーストはんだを乗せて

Cứ trét kem hàn lên mặt khuôn (stencil) như thế này,

ヘラを使ってリードフレームに

rồi dùng cái que gạt để quét (in) thiếc kem

ペーストはんだを印刷していきます

xuống khung tiếp dẫn thôi.

この辺りはプリント基板へのペーストはんだを

Mấy cái này thì so với công đoạn in thiếc hàn lên bảng mạch in (PCB)

印刷する工程とほとんど同じです

gần như là giống hệt nhau à.

ちなみに今回は撮影の都合上

Nhân tiện thì lần này do lý do quay phim,

クリーンルームの外でこの工程をやっています

tụi mình đang thực hiện công đoạn này bên ngoài phòng sạch (clean room) nhé.

こちらがペーストはんだの印刷が終わった

Còn đây là khung tiếp dẫn

リードフレームです

đã được in thiếc kem xong xuôi.

この後はダイボンダーという装置を使って

Tiếp theo mình sẽ dùng một thiết bị gọi là máy die bonder

チップを載せていきます

để gắp chip đặt lên.

こちらがダイボンダーを使って

Đây là cảnh người ta đang dùng die bonder

チップを載せている風景です

để đặt chip vào nè.

使っているパッケージは全く異なるのですが

Dù vỏ package đang dùng hoàn toàn khác biệt,

ダイシングした後のチップを

nhưng cơ chế là đầu hút của máy sẽ gắp chip đã cắt,

機械の先端で吸着して

hút chặt lấy nó

基板やリードフレームの上に載せていきます

rồi nhấc đặt lên bảng mạch hay khung tiếp dẫn.

手動でやるとこのようになります

Nếu làm bằng tay thì sẽ ra thế này đây.

ペーストはんだ印刷済みの

Mình đặt chip lên trên vỏ TO-

TO-247パッケージの上にチップを載せていきます

đã được in sẵn thiếc kem nha.

手動の場合はかなり注意深く

Nếu làm thủ công thì đòi hỏi phải cực kỳ cẩn thận,

そして丁寧な作業が要求されます

và thao tác phải vô cùng tỉ mỉ luôn.

リードフレームの上に

Xong bước đặt thiếc hàn và chip

はんだとチップを載せ終わりました

lên khung tiếp dẫn rồi.

この後はリフロー炉を通してはんだを溶かして

Sau đó sẽ cho qua lò hàn reflow để làm chảy thiếc,

チップとダイパッドを接合します

gắn chặt chip với die pad lại với nhau.

では流していきましょう

Rồi, cho nó chạy qua lò thôi nào.

このように流していきます

Mình cứ cho nó chạy qua như vậy nha.

ちなみにリフロー炉の内部は窒素雰囲気です

Tiện nói luôn, bên trong lò reflow là môi trường khí nitơ đấy.

この辺りもプリント基板と同じです

Đoạn này thì cũng y chang như bảng mạch in thôi.

このようにリフロー炉から

Khung tiếp dẫn đã gắn xong chip

チップ接合済みのリードフレームが出てきました

chui ra khỏi lò reflow như thế này nè.

よくくっついていると思います

Mình thấy bám rất dính rồi đó.

ですがこちらにはまだ

Nhưng mà, trên này hiện tại

フラックスが残っている状態です

vẫn còn dính chất trợ hàn (flux).

このまま次の工程に行くと

Nếu cứ để nguyên thế này mà sang công đoạn tiếp theo

フラックスが原因で不具合等が出てしまいます

thì cái flux đó sẽ gây ra lỗi sản phẩm.

フラックスを除去するために

Để loại bỏ lớp flux này

洗浄の工程に行きたいのですが

thì mình muốn qua bước rửa sạch luôn,

その前にリフロー工程について

nhưng trước tiên, về cái công đoạn reflow này,

もう少し補足していきます

cho mình bổ sung thêm một chút xíu nha.

今見てきたやり方は

Cách làm tụi mình vừa xem

フラックスが含まれた

là dùng thiếc kem

ペーストはんだを使っています

có chứa sẵn chất trợ hàn (flux).

フラックスが含まれていると

Nếu có chứa flux ấy,

チップの接合部分にボイドと呼ばれる

thì ở phần tiếp xúc của chip sẽ tạo ra cái gọi là "void",

はんだで接合されていない空洞ができます

tức là những khoảng trống mà thiếc chưa dính vào được.

なぜボイドができるかというと

Tại sao lại sinh ra void á?

フラックスがリフロー炉内で加熱されると

Là vì khi flux bị nung nóng trong lò reflow,

フラックスの溶剤が蒸発して

dung môi trong flux bốc hơi

ガスが発生します

và sinh ra khí gas.

ガスがはんだの溶けているところに巻き込まれると

Khí gas này mà kẹt lại chỗ thiếc đang chảy

ボイドができます

thì sẽ tạo thành void (bọt khí) đấy.

ボイドができてしまうと

Khi void xuất hiện,

チップからリードフレームへの

tuyến đường tản nhiệt từ chip xuống khung tiếp dẫn

放熱経路が小さくなり

sẽ bị hẹp lại,

うまく放熱ができませんし

làm tản nhiệt kém đi,

接合強度も低くなってしまいます

và lực bám dính cũng bị giảm sút nữa.

その結果信頼性が低下することになります

Hậu quả là độ tin cậy của sản phẩm sẽ đi xuống luôn.

フラックスを使わなければ良いのではないかと

Chắc có bạn nghĩ "thế thì đừng dùng flux nữa là xong"

思うかもしれませんが

đúng không?

そういうわけにもいきません

Nhưng đời đâu có dễ thế.

これはフラックスを使わないと

Bởi vì nếu không xài flux,

金属表面の酸化膜が除去できずに

màng oxit trên bề mặt kim loại sẽ không được tẩy sạch,

リードフレームとチップの接合強度が

làm cho độ bám dính giữa khung tiếp dẫn và chip

低下するからです

cũng bị tuột dốc không phanh.

そのためこれらの問題を解決する

Vì vậy, để giải quyết mấy bài toán hóc búa này,

チップの実装方法として

có một phương pháp gắn chip

ギ酸リフローがあります

gọi là Formic acid reflow (hàn reflow bằng axit formic).

ここでは詳細に説明できないので

Chỗ này không tiện giải thích chi tiết,

場所を変えて説明していきます

nên mình đổi địa điểm rồi nói tiếp nha.

クリーンルーム内に移動してきました

Mình đã di chuyển vào trong phòng sạch rồi đây.

ギ酸リフローはフラックスを使わないで

Hàn reflow bằng axit formic là cách hàn

はんだ接合をする方法です

không thèm dùng flux luôn.

酸化膜や酸化した金属を還元するための

Bởi vì nó không cần đến flux

フラックスが不要になります

để khử màng oxit hay kim loại bị oxy hóa nữa.

使うはんだもペーストはんだから

Và loại thiếc hàn sử dụng cũng đổi từ thiếc kem

ペレット状のはんだになります

sang dạng viên pellet rồi.

ギ酸リフローですと

Nếu dùng formic reflow,

フラックス由来のボイドがゼロになって

bọt khí do flux sinh ra sẽ về số 0 tròn trĩnh,

ボイド自体の発生を抑えた

giúp chúng ta có thể hàn

接合ができるようになります

mà hạn chế tối đa việc tạo bọt.

特にパワー半導体の場合

Đặc biệt là với bán dẫn công suất,

チップで発生した熱を効率よく

cần phải tản nhiệt sinh ra từ chip

リードフレームに逃がしていく必要があります

sang khung tiếp dẫn một cách cực kỳ hiệu quả.

ボイドがあると放熱性が悪くなるため

Bọt khí xuất hiện là tản nhiệt kém liền,

ボイドの少ない接合が求められます

nên rất cần những mối hàn xịn, không có bọt khí.

ギ酸リフローを実際にやってみます

Mình sẽ làm thử reflow axit formic luôn nha.

専用の装置の中でギ酸雰囲気を保ちながら

Trong một thiết bị chuyên dụng, người ta sẽ duy trì môi trường axit formic

加熱していきます

và bắt đầu nung nóng.

ギ酸リフローが完了したものがこちらです

Sản phẩm sau khi hàn formic xong đây này.

フラックスを使っていませんが

Dù không dùng chút flux nào,

はんだがよく濡れ広がっています

nhưng thiếc hàn lan ra rất ướt và đều nhé.

リフローはんだの時にあったような

Cũng chẳng hề để lại cặn flux

フラックス残渣もありません

giống như khi hàn reflow bình thường đâu.

話が少し膨らんでしまいましたが

Tám hơi xa chủ đề một xíu rồi,

リフローが終わったものの

nhưng mấy món đã qua lò reflow xong

フラックスを除去していきます

thì giờ mình sẽ đi tẩy flux cho tụi nó nha.

フラックスを除去する方法は色々あるのですが

Có nhiều cách để loại bỏ flux lắm,

今回は洗浄液を使った方法をやります

nhưng lần này mình sẽ dùng dung dịch tẩy rửa.

こちらの治具に先ほどリフロー炉を通した

Mình sẽ bỏ cái khung tiếp dẫn vừa qua lò reflow lúc nãy

リードフレームを入れていきます

vào trong đồ gá (jig) này.

先ほどセットしたものを

Rồi mang cái vừa xếp xong

この洗浄装置の前に持ってきました

đến trước cái máy rửa này nè.

この蓋を開けると

Mở nắp ra thì,

このような状態で

tình trạng bên trong như thế này đây,

中でグツグツしてるのですが

đang sôi sùng sục luôn ấy,

このようにジャボンと入れてしまいます

mình cứ thế thả tùm nó vào thôi.

この洗浄についてですが

Về cái bước rửa này á,

薬液の種類や浸す時間とか

mức độ sạch sẽ phụ thuộc vào loại dung dịch,

温度によって洗浄の度合いが変わってきます

thời gian ngâm, cũng như nhiệt độ nữa.

だいたい数十分から数時間程度

Đại khái thì ngâm từ vài chục phút đến vài tiếng đồng hồ,

このようにしてフラックスを除去していきます

cứ làm như vậy là thổi bay được flux rồi.

こちらの薬液を使った洗浄が終わりましたので

Sau khi rửa bằng dung dịch hóa chất xong xuôi,

この薬液を落としていきます

tụi mình sẽ đi rửa trôi lớp hóa chất này nhé.

リンスというものですね

Người ta gọi là bước xả (rinse) đó.

このように開けて

Mở ra như thế này,

薬液が入ったものがあるのですが

có sẵn một bồn chứa dung dịch ở đây rồi,

こちらに入れて

mình thả vào đây,

ジャボンと

cứ tủm một cái,

このようにリンスをしていきます

rồi xả sạch đi như thế này thôi.

1回目のリンスが終わったのですが

Xả lần 1 xong rồi nè,

2回目のリンスもあります

nhưng mà còn phải xả lần 2 nữa cơ.

このようによく水を切って

Mình vẩy cho ráo nước hẳn,

そして

và rồi

次のリンスの槽へ入れていきます

cho vào bể xả tiếp theo thôi.

2回目のリンスが終わった後に乾燥させれば

Xả lần 2 xong, sấy khô nữa là

次の工程に進むことができます

có thể tự tin bước sang công đoạn tiếp theo rồi.

次はワイヤーボンディングの工程です

Tiếp theo là phần hàn dây (wire bonding) nha.

これはパワー半導体のチップと外部電極を

Đây là công đoạn nối điện giữa chip bán dẫn công suất

ワイヤーで電気的に接続する工程です

và các điện cực bên ngoài bằng dây dẫn.

ダイアタッチで接続していなかった

Những chân chưa được kết nối ở bước die attach,

残りのゲート端子と

tức là chân Gate còn lại

ソース･エミッタ端子を繋いでいきます

và chân Source/Emitter sẽ được nối vào.

ワイヤーボンディングにはボールボンディングと

Trong kỹ thuật hàn dây có hai phương pháp: hàn bi (ball bonding)

ウェッジボンディングという方法があります

và hàn nêm (wedge bonding).

ボールボンディングはワイヤーの直径数十μm程度で

Hàn bi thì dùng dây đường kính chỉ tầm vài chục μm,

金･銀･銅のワイヤーが使われます

với chất liệu dây là vàng, bạc, hoặc đồng.

ボールボンディングですが

Cái phương pháp hàn bi này á,

ロジック系のICでよく使われます

rất hay được dùng cho các IC logic.

次にウェッジボンディングですが

Tiếp đến là hàn nêm,

これはアルミワイヤーや

cách này thường dùng dây nhôm

銅ワイヤーがよく使われます

hoặc dây đồng.

ワイヤーの直径ですが

Đường kính dây thì,

ボールボンディングと違って結構太いですね

khác với hàn bi, nó khá là dày đó nha.

一番太いと500μm程度あります

Dày nhất có khi lên tới tận 500μm luôn.

パワー半導体の場合は大電流が流れるので

Trong bán dẫn công suất, vì có dòng điện lớn chạy qua

ワイヤー直径の太い

nên người ta mới dùng phương pháp hàn nêm

ウェッジボンディングを使うのですね

với dây đường kính lớn đấy.

この後ろにあるのが

Cái nằm ngay phía sau đây

ウェッジボンディングの装置です

chính là máy hàn nêm nè.

今回のウェッジボンディングの場合では

Trong trường hợp hàn nêm lần này,

アルミワイヤーに荷重をかけつつ

người ta vừa tạo áp lực lên dây nhôm,

超音波を印加してワイヤーを接合していきます

vừa truyền sóng siêu âm để hàn dây dính lại với nhau.

半導体チップの電極とリードフレームを

Máy đang kết nối điện cực của chip bán dẫn và khung tiếp dẫn

ワイヤーで繋いでいっています

bằng dây dẫn nè.

これは動画撮影のために

Vì để tiện quay video cho mọi người xem,

速度をかなり遅くしたセッティングで動作しています

nên máy đang được cài đặt chạy ở tốc độ chậm đi khá nhiều rồi.

量産ラインのウェッジボンディングの場合は

Thực tế trên dây chuyền sản xuất hàng loạt,

もっと速く動くそうです

nghe bảo nó chạy vèo vèo nhanh hơn nhiều cơ.

ウェッジボンディングが終わったものが

Hàn nêm xong xuôi thì thành phẩm

こちらにあります

nằm ở đây nè.

ここまでできてようやく

Đến bước này rồi thì cuối cùng

パワー半導体らしい形になってきました

cũng ra dáng một con bán dẫn công suất thực thụ rồi ha.

このボンディングが終わった後

Sau khi hàn dây xong,

一旦外観検査に入って

sẽ có một bước kiểm tra ngoại quan (nhìn bằng mắt),

その後モールド工程に進みます

rồi mới chuyển sang công đoạn đúc khuôn (molding).

せっかくなのでボールボンディングも

Tiện đây thì mình cũng được cho xem ké

見せてもらいました

cả phần hàn bi luôn nè.

金のワイヤーを使っています

Họ đang dùng dây vàng đấy.

先ほどのウェッジボンディングと比べると

So với cái máy hàn nêm ban nãy

だいぶ高速に動いています

thì máy này chạy tốc độ bàn thờ luôn nha.

こちらにワイヤーボンディングまで

Ở đây mình có đồ đã hàn dây

終わったものがありますが

xong xuôi hết rồi nè,

この後の工程に入る前に

trước khi sang công đoạn tiếp theo,

一度プラズマでクリーニングをします

người ta sẽ làm sạch nó bằng plasma một lần đã.

この後の工程はモールド封止ですが

Công đoạn sau đây là đúc khuôn nhựa bảo vệ,

その前にプラズマでクリーニングすることで

nhưng trước đó phải làm sạch bằng plasma

樹脂とリードフレームの密着性を

để tăng độ bám dính

向上させるためにやります

giữa khung tiếp dẫn và lớp nhựa đấy.

これをこのように開けて

Mở máy ra như thế này,

これを中に入れていきます

rồi cho đồ vào trong thôi.

これをやるときですが

Lúc làm thao tác này á,

結構丁寧に置いていきます

phải đặt vào cẩn thận lắm nhé.

パッて離して地面にバンと激突すると

Nếu mà lỡ thả tay cái pặp rớt mạnh xuống,

ボンディングワイヤーが

dây hàn bên trong

外れてしまう場合があるため

có nguy cơ bị bung ra luôn,

結構丁寧にやっていきます

nên phải làm kỹ càng, nắn nót lắm.

セットし終わりました

Đặt vào xong rồi nè.

ここのボタンを長押しすると

Nhấn giữ cái nút này một lúc

プラズマの洗浄が始まります

là máy bắt đầu làm sạch bằng plasma.

このまま洗浄が終わるまでしばらく待ちます

Cứ đợi một xíu cho đến khi rửa xong nha.

プラズマでのクリーニングが

Và thế là bước làm sạch bằng plasma

終わりました

đã xong rồi đây.

人間の目ではわからないですが

Dù mắt thường không nhìn thấy gì thay đổi,

綺麗になっています

nhưng thực ra là nó sạch bóng rồi đấy.

次はモールド封止工程です

Tiếp theo là công đoạn đóng gói bằng nhựa (molding).

これはICチップを

Bước này dùng nhựa epoxy các thứ

エポキシ樹脂などで固めることで

để bọc cứng chip IC lại,

外部の環境から保護して

vừa giúp bảo vệ chip khỏi môi trường bên ngoài,

耐久性や信頼性を持たせる役割があります

vừa tăng độ bền và độ tin cậy cho nó.

この黒いのがモールド材料のエポキシ樹脂です

Cái cục đen đen này chính là vật liệu đúc (nhựa epoxy) nè.

このようにモールド材料で固めることで

Bằng cách bọc cứng bằng vật liệu đúc như vầy,

チップを物理的に守ることができますし

chip vừa được bảo vệ vật lý an toàn,

電気的な絶縁を確保することもできます

lại vừa đảm bảo cách điện cực kỳ tốt luôn.

樹脂封止のやり方には

Về cách đúc nhựa bảo vệ,

主にトランスファーモールドと

chủ yếu có hai loại: đúc ép chuyển (transfer molding)

コンプレッションモールドの2種類があります

và đúc nén (compression molding).

今回の装置ですが

Máy tụi mình xem lần này

こちらはトランスファーモールドタイプです

là loại dùng phương pháp đúc ép chuyển nha.

金型の中にワイヤーボンディングまで完了している

Người ta đặt cái khung tiếp dẫn đã được hàn dây hoàn chỉnh

チップ付きのリードフレームを入れます

cùng với con chip vào trong khuôn kim loại.

金型を閉じて

Đóng khuôn lại,

そこに熱で溶かした樹脂を注入していきます

rồi bơm nhựa đã được nấu chảy vào trong đó.

材料にはこのようなペレットを使います

Nguyên liệu thì dùng dạng viên nén pellet như thế này.

材料段階のモールドを見るのは珍しいので

Được nhìn thấy vật liệu đúc ở giai đoạn thô thế này cũng hiếm,

新鮮な印象を受けます

nên cảm giác mới mẻ phết ha.

加熱して溶けたペレットを加圧して

Người ta nén viên nhựa đã bị nấu chảy,

そしてリードフレームが収まっているところに

rồi bơm ép nó vào cái khoang

流し込んでいきます

đang chứa sẵn khung tiếp dẫn.

この動画では準備段階など色々省いていますが

Trong video này mình đã lược bớt mấy khâu chuẩn bị các kiểu rồi,

実際には離型剤を金型に塗ったりといった準備も

chứ thực tế còn phải bôi chất chống dính khuôn (release agent)

必要になってきます

và chuẩn bị đủ thứ nữa cơ.

そしてモールドで固めたものがこちらです

Ta-da! Hàng đã đúc cứng nhựa xong là đây nè.

実際の量産されているパワー半導体も

Mấy con bán dẫn công suất sản xuất hàng loạt ngoài kia

これと同じトランスファーモールド方式で

cũng được làm bằng phương pháp đúc ép chuyển

作られています

y chang như thế này luôn đấy.

次はレーザー刻印です

Tiếp theo là phần khắc laser.

パワー半導体をよく見てみると

Nếu nhìn kỹ vào mấy con bán dẫn công suất,

表面に型番やメーカーの刻印がありますよね

mọi người sẽ thấy có khắc mã số hay tên hãng trên bề mặt đúng không?

あれはレーザーを使って刻印しています

Mấy cái đó là dùng tia laser để khắc đấy.

量産製品の場合はこのタイミングでやりますし

Hàng sản xuất loạt lớn thì sẽ làm luôn ở công đoạn này,

試作品の場合は

còn với hàng mẫu nghiệm thu thì

これをバラバラにした後にやる場合もあります

đôi khi tách rời ra từng cái rồi mới khắc sau cũng có.

今回はイチケン×シーマ電子のような形で

Lần này thì mình khắc logo kết hợp Ichiken × Cima Electronics

彫りました

luôn nè.

次はタイバーカット工程です

Bước kế tiếp là cắt thanh giữ (tie-bar cut) nha.

ここまで来ればもうあと一歩です

Tới đây là coi như còn một bước nữa thôi.

これはリードフレームの余計な部分を

Công đoạn này nhằm cắt bỏ những phần thừa thãi

カットするための工程です

của khung tiếp dẫn đi đó.

こちらの油圧マシンを使って

Mình sẽ xài cái máy ép thủy lực bên này

カットしていきます

để dập cắt nha.

このように金型のところに入れて

Cho vào chỗ cái khuôn như thế này,

カットしていきます

rồi cắt thôi.

そしてカット後のものがこちらです

Hàng sau khi dập cắt xong đây nè.

皆さんがよく見かける

Nó đã mang hình dáng cực kỳ quen thuộc

パワー半導体の形になりました

của bán dẫn công suất mà mọi người hay thấy rồi đó.

この後は色々な検査工程を実施していきます

Sau bước này thì sẽ đến 7749 các vòng kiểm tra khác nhau.

量産品の場合についての話ですが

Tiện nói về hàng sản xuất hàng loạt xíu,

主に外観検査と電気検査をしていきます

chủ yếu người ta sẽ kiểm tra ngoại quan (bên ngoài) và kiểm tra điện.

まず外観検査は

Đầu tiên là kiểm tra ngoại quan

外観に不備がないかを見ていきます

để xem vẻ ngoài có bị lỗi lầm gì không.

車載関係や外観に厳しいお客様の場合は

Với các đồ linh kiện xe hơi hay với tệp khách hàng khó tính về ngoại hình,

全数検査をします

họ sẽ soi 100% từng cái một luôn.

民生品などは

Còn với đồ điện tử dân dụng bình thường,

抜き取り検査で済ませることもあります

đôi khi chỉ cần bốc mẫu kiểm tra ngẫu nhiên là xong.

電気検査は半導体が

Tiếp đến là kiểm tra điện, để xem bán dẫn

しっかりと動作しているかを見ていきます

có hoạt động trơn tru hay không.

こちらは民生品であっても全数検査を行います

Cái này thì dù là đồ dân dụng cũng phải test 100% không chừa cái nào.

歩留の話ですが

Nói về tỷ lệ thành phẩm (yield rate),

パワー半導体の後工程の歩留自体はかなり良くて

thực ra tỷ lệ đạt chuẩn ở công đoạn hậu kỳ của bán dẫn công suất khá là tốt,

90%台後半ほぼ100%に近いくらいです

rơi vào cuối khoảng 90%, tức là gần chạm mốc 100% luôn ấy.

というわけで今日はパワー半導体の後工程が

Vậy là hôm nay, chúng ta đã cùng khám phá xem công đoạn hậu kỳ

一体どのようになっているのかを見てきました

của bán dẫn công suất rốt cuộc diễn ra như thế nào rồi nha.

量産品の工場と違って

Khác với các nhà máy sản xuất hàng loạt,

かなりオープンに見ることができたかと思います

mình nghĩ lần này tụi mình đã được xem cực kỳ thoải mái và chi tiết luôn đó.

シーマ電子に興味のある方や

Nếu bạn nào có hứng thú với Cima Electronics

パワー半導体の前工程について興味のある方は

hay tò mò về công đoạn tiền kỳ của bán dẫn công suất,

概要欄にリンクが貼ってあるので

mình có để link dưới phần mô tả rồi,

そちらをぜひ見てください

mọi người nhất định click vào xem thử nhé.

それでは最後まで動画をご視聴ありがとうございました

Đến đây thì cảm ơn mọi người đã xem hết video nha.

最後にイチケンからお知らせです

Cuối cùng, Ichiken có một thông báo nhỏ.

今回このような工場見学をしてきたのですが

Lần này mình đã đi tham quan nhà máy như mọi người thấy đó,

自社の工場を紹介して欲しいなど

và dạo gần đây mình cũng nhận được khá nhiều yêu cầu

人材採用の関係で職場体験動画を作ってほしいという

muốn nhờ giới thiệu nhà máy của công ty, hay làm video trải nghiệm thực tế

要望が最近多くなってきています

để hỗ trợ mảng tuyển dụng nhân sự.

イチケンとしても

Về phía Ichiken tụi mình,

そのような動画の制作は大歓迎ですので

luôn luôn mở rộng vòng tay chào đón các dự án làm video kiểu này nha,

概要欄にある問い合わせフォームから

nên mọi người cứ thông qua form liên hệ dưới phần mô tả

ぜひご連絡いただければと思います

nhắn cho mình biết nhé.

ぜひお気軽にご連絡ください

Cứ thoải mái liên hệ, đừng ngại nha!