上海电子展|走进半导体封测：解码芯片世界的奥秘

半导体封测是半导体产业链中的关键一环，位于晶圆设计与制造之后。这一环节的核心任务是对经过初步测试合格的晶圆进行封装与深度检测，产出独立可用的芯片。这一过程涵盖了封装与测试两大主要步骤。今天上海电子展小编带您走进半导体封测：解码芯片世界的奥秘。

在封装环节，芯片会依据其特定的产品型号和功能需求，经过精细的加工处理，转化为一个独立的实体。这一过程不仅确保了芯片的物理完整性，还为其后续的应用提供了必要的支持和保护。

而测试环节则是对封装后的芯片进行全方位的性能和质量检测。这包括但不限于对芯片的功能性、稳定性、耐久性等多个方面的评估。只有通过这一环节的芯片，才能被认定为合格产品，进而被投入到市场中。

半导体封测的重要性不言而喻。作为半导体生产流程中的后期一道关卡，它直接关系到芯片的性能和质量。因此，无论是对于半导体生产厂商，还是对于使用芯片的下游企业来说，半导体封测都是至关重要的环节。

随着半导体产业的蓬勃发展，封装技术也在不断进步和革新。新的封装材料和工艺不断涌现，为半导体封测提供了更多的可能性和选择。同时，随着芯片功能的日益复杂和性能要求的不断提升，半导体封测的难度也在逐渐增加。这要求半导体封测行业必须不断创新和进步，以适应和满足市场的需求。

上海电子展浅谈半导体封测的基本流程

晶圆制备：

在这一步骤中，通常涉及单晶生长，即将高纯度的硅熔液放入石英坩埚中并加热到高温，使硅原子逐渐结晶并沉积在晶种上，形成单晶硅棒。

随后，硅棒会被切割成薄片，即晶片，这些晶片经过研磨和抛光，以获得所需的光滑度和薄度。

晶圆测试：

晶圆在进入封装流程之前会进行一系列检测，包括外观检查、几何尺寸测量、薄膜厚度测量以及电学特性测试等，以确保晶圆的完整性和可靠性。

晶圆测试是半导体制造过程中的一个重要环节，也称为CP测试，它是在晶圆制造完成后、封装前进行。晶圆测试的主要目的是鉴别出合格的芯片，对器件/电路的电性参数进行特性评估，以及核算芯片的合格品与不良品。

测试过程中，通过探针台和测试机配合使用，对晶圆上的芯片进行功能和电参数性能测试。探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置，芯片的Pad点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接。测试机对芯片施加输入信号、采集输出信号，判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。测试结果通过通信接口传送给探针台，探针台据此对芯片进行打点标记，形成晶圆的Map图。

此外，晶圆测试也是主要的芯片良品率统计方法之一，工程师们可以监测参数的分布状态来保持工艺的质量水平。合格的芯片与不良品在晶圆上的位置会以晶圆图的形式记录下来，为晶圆生产人员提供全面业绩的反馈。

切割与分片：

在这一步，晶圆上的芯片通过切割机进行精确切割，使每个芯片都成为独立的个体。

封装：

封装是将芯片按照产品型号及功能需求加工成独立形式的过程。包括准备封装材料、安装芯片、连接引脚、封装封闭等步骤。封装的核心在于如何将芯片I/O接口电极连接到整个系统PCB板上，键合是关键环节，即使用导线将芯片上的焊接点连接到封装外壳的焊接点上。

半导体封装有多种形式，每一种都有其特定的应用场合和优势。以下是一些常见的半导体封装形式：

DIP双列直插式封装：这种封装方式采用双列直插形式将集成电路芯片封装起来，其外形为长方形，两侧有两排平行的金属引脚，称为排针。

PGA插针网格阵列封装：PGA封装将集成电路(IC)包装在瓷片内，瓷片的底面是排列成方阵形的插针，这些插针可以方便地插入或焊接到电路板上对应的插座中，特别适用于需要频繁插拔的应用。

QFP塑料方型扁平式封装：QFP封装是一种四侧引脚扁平封装，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型，适用于表面贴装，常用于大规模集成电路中，引脚数一般在100个以上。

QFN方型扁平无引脚封装：QFN封装是一种无引脚封装，底部中央有一个大面积裸露焊盘用于导热，封装外围四周有导电焊盘实现电气连结。

BGA球栅阵列封装：BGA封装是一种将引脚以格状排列的方式覆满（或部分覆满）在芯片表面的封装方式，具有小尺寸、高可靠性和设计灵活性，广泛应用于芯片级封装和部分模块化封装领域。

CSP封装（Chip Scale Package）：CSP封装是近年来封装技术的重要进展，具有高集成度、指向裸片的目标等特点。

后处理：

封装完成后，可能还需要进行后处理步骤，如烘焙、电镀等，以进一步增强芯片的稳定性和可靠性。

终端测试：

在所有封装和后处理步骤完成后，每个芯片会进行终端的功能测试和性能验证，以确保其符合设计要求。

FT测试，即Final Test，是半导体芯片封装完成后的一道重要测试环节，主要用于验证封装好的芯片的功能和电参数性能。这是芯片出厂前的一道拦截，目的是确保芯片在出厂前满足性能和功能要求。

FT测试通常包括自动测试设备（ATE）和系统级别测试（SLT）两个步骤。ATE用于对芯片进行自动化测试，验证其功能和电性能。而SLT则是对芯片进行更高级别的系统测试，以确保其在系统环境中的稳定性和可靠性。

FT测试的重要性在于，它可以有效地检测和排除芯片中的潜在缺陷和错误，提高产品的整体质量和可靠性。同时，FT测试也是检测封装厂工艺水平的重要手段，有助于提升封装工艺的准确性和稳定性。

分类与包装：

测试合格的芯片会根据其性能和质量进行分类，并进行相应的包装，以便运输和后续使用。

半导体产品诞生背后的精密制程：复杂性概览

半导体产品的诞生确实背后蕴藏着数百道精密工序的交织，其制程的复杂性主要体现在以下几个方面：

晶圆制备与处理：这个过程需要将高纯度的硅原料经过特定方法制备成大型硅单晶圆。制备完成后，还需要进行化学机械抛光和去杂质处理，以去除晶圆表面的污染物和粗糙度，确保晶圆的平整度达到数纳米级别，以保证芯片的正常工作。

清洗与扩散：晶圆在制造过程中需要经历多次清洗，使用化学溶液去除表面的有机和无机污染物。此外，还需要通过高温反应将所需的杂质掺杂到硅片中，以改变其电子性质。

薄膜沉积与光刻：在制造芯片时，需要在硅片上沉积薄膜，并通过光刻技术将特定的图案转移到硅片上。光刻过程包括涂胶、曝光、显影和烘烤等多个工艺，每个步骤都需要严格的控制和精确的测量。

蚀刻与离子注入：蚀刻工艺使用化学溶液去除未被光刻胶保护的硅片部分，暴露出下面的电路结构。同时，离子注入技术则用于将特定的离子引入硅片中，以改变其导电性质。

金属蒸镀与连接：在硅片表面沉积金属层，用于连接电路的不同部分，确保电流的畅通。这需要对金属的厚度和分布进行精确控制，以避免任何可能的短路或断路。

测试与封装：制造完成的芯片需要进行严格的测试，以确保其性能和质量符合要求。测试合格的芯片会进行封装，将其与外部世界连接起来，形成一个完整的半导体产品。

以上就是上海电子展小编整理的内容，想了解更多，推荐您来参观上海电子展。

文章来源：封测实验室