1 芯片封测
芯片封测,即芯片封装测试,是芯片制造流程中的重要环节之一。整个芯片从无到有的过程极为复杂,涉及数千道工序,涵盖设计、制造和封测等多个阶段。
以下是对芯片封测及其相关产业链环节的详细解析:
芯片封测概述
芯片封测是将制造完成的芯片进行封装和测试的过程。封装是将裸露的芯片用特定的材料封装起来,以保护芯片免受外界环境的损害,并便于安装和连接。测试则是确保封装后的芯片性能符合设计要求,能够正常工作。
芯片产业链流程
芯片设计:
角色:芯片设计公司(Design House),也称无晶圆公司(Fabless)。
工作内容:负责芯片的设计工作,将芯片功能从想法转化为图纸。
位置:半导体产业链的上游。
芯片制造:
角色:晶圆制造公司(晶圆制造厂),也称芯片代工制造厂。
工作内容:根据芯片设计公司的图纸,利用光刻机等设备将芯片制造为实物。
挑战:光刻机等设备价格昂贵,且受到欧美国家的封锁制约,限制了半导体技术的发展。
位置:半导体产业链的中游。
芯片封装测试:
角色:芯片封装测试公司(封测厂)。
工作内容:对制造完成的芯片进行封装和测试,确保芯片性能符合设计要求。
位置:半导体产业链的下游。
整合设计制造公司(IDM)
除了上述分工明确的产业链环节外,还存在整合设计制造公司(IDM)。这些公司能够独立完成从芯片设计、制造到封装测试的全部流程,形成了一条龙式的生产模式。然而,这种模式的投资和规模都非常庞大,因此并非所有公司都能采用。
代工公司的出现与影响
随着代工公司的出现,半导体行业呈现出了百花齐放的局面。芯片设计公司可以更加专注于设计工作,而将制造和封测等环节交给更加专业的代工公司完成。这种分工合作的方式不仅提高了效率,还降低了成本,使得更多的公司能够参与到半导体行业中来。
综上,芯片封测是芯片制造流程中的重要环节之一,而整个芯片产业链则涵盖了设计、制造和封测等多个阶段。随着代工公司的出现和发展,半导体行业正朝着更加专业化、高效化的方向发展。
2芯片封测流程
芯片的封装与测试,是集成电路制造过程的最后一道工序,对确保芯片的质量和性能至关重要。
以下是对芯片封测流程的简单分述:
一、芯片封装
芯片封装是将生产的合格的芯片进行焊线和塑封,使芯片电路与外部器件实现电气连接,并为芯片提供机械和物理保护的过程。封装的主要步骤包括:
晶圆测试:在封装之前,需要对晶圆上的芯片进行功能测试,以筛选出功能正常的芯片进行封装,避免将不良芯片封装,减少封装费用。晶圆测试需要使用测试机、探针卡及测试程序。
晶圆磨划:由于晶圆在制造阶段需要较厚的尺寸以便进行多道工序的加工制作,而在封装时则需要将晶圆研磨减薄,以方便切割。
芯片切割与挑拣:使用切割刀沿着切割道对芯片进行切割,将芯片从晶圆上分离出来。
然后,使用吸盘从晶圆上拾取好的芯片,并搬运到已经涂抹银浆的框架或基板上的焊区。
芯片黏结:通过施加一定的力,将芯片与焊区黏结起来,使芯片固定在框架或基板上。
引线键合:使用金属引线(如金线)将芯片的焊垫与框架或基板的焊点进行连接,实现芯片与外部电路的电气连接。
塑封:采用环氧树脂等材料对芯片进行塑封,以保护芯片并有利于其工作时散热。
电镀与引脚成型:对芯片的引脚进行电镀处理,以提高焊接性能并防止腐蚀。
然后,切筋成型将引脚弯折成实际需要的各种形状,以便应用于不同的场合。
二、芯片测试
芯片测试是对封装完成的芯片进行功能以及性能测试,以确保芯片安全和稳定。测试的主要类型包括:
功能测试:验证封装后的芯片是否能够实现设计规格中的各项功能。通过向芯片输入特定的测试向量,观察芯片的输出响应是否符合预期。功能测试通常包括静态测试和动态测试两种形式。
性能测试:对芯片的各项性能指标进行测试和评估,包括速度测试、功耗测试、噪声测试等多个方面。这些测试有助于了解芯片的处理速度、能耗情况以及电磁干扰等性能表现。
可靠性测试:评估芯片在长期使用过程中的稳定性和可靠性。可靠性测试包括温度循环测试、湿度测试、振动测试等多个方面,以模拟芯片在不同环境下的工作情况。
最终测试与良率观察
在芯片封装结束后,还需要进行最终测试(Final Test, FT),以测试封装后的良率,并观察不同的封装工序对最终良率的影响。这一步骤有助于确保芯片的质量符合设计要求,并为客户提供可靠的芯片产品。
综上所述,芯片封测是确保芯片质量和性能的重要环节,涉及多个复杂的工序和测试类型。通过封装和测试,可以确保芯片在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。