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半導體制造流程(八) - 封裝

發布日期:2023-05-19 發布者:合明科技 瀏覽次數:6390

半導體制造流程(八) - 封裝

半導體(semiconductor)指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體應用領域非常廣泛。從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產品都和半導體有著極為密切的關聯。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,硅是各種半導體材料應用中最具有影響力的一種。

每個半導體產品的制造都需要數百個工藝,整個制造過程分為八個步驟:晶圓加工 - 氧化 - 光刻 -刻蝕 - 薄膜沉積 - 互連 - 測試 - 封裝。今天小編給大家介紹的是半導體制造的第八個步驟:封裝,希望能對大家有所幫助!

半導體制造流程.jpg

半導體制造第八步:封裝

經過之前幾個工藝處理的晶圓上會形成大小相等的方形芯片(又稱“單個晶片”)。下面要做的就是通過切割獲得單獨的芯片。剛切割下來的芯片很脆弱且不能交換電信號,需要單獨進行處理。這一處理過程就是封裝,包括在半導體芯片外部形成保護殼和讓它們能夠與外部交換電信號。整個封裝制程分為五步,即晶圓鋸切、單個晶片附著、互連、成型和封裝測試。
1、晶圓鋸切
要想從晶圓上切出無數致密排列的芯片,我們首先要仔細“研磨”晶圓的背面直至其厚度能夠滿足封裝工藝的需要。研磨后,我們就可以沿著晶圓上的劃片線進行切割,直至將半導體芯片分離出來。
晶圓鋸切技術有三種:刀片切割、激光切割和等離子切割。刀片切割是指用金剛石刀片切割晶圓,這種方法容易產生摩擦熱和碎屑并因此損壞晶圓。激光切割的精度更高,能輕松處理厚度較薄或劃片線間距很小的 晶 圓。等離子切割采用等離子刻蝕的原 理,因此即使劃片線間距非常小,這種技術同樣能適用。
2、單個晶片附著
所有芯片都從晶圓上分離后,我們需要將單獨的芯片(單個晶片)附著到基底(引線框架)上。基底的作用是保護半導體芯片并讓它們能與外部電路進行電信號交換。附著芯片時可以使用液體或固體帶狀粘合劑。
3、互連
在將芯片附著到基底上之后,我們還需要連接二者的接觸點才能實現電信號交換。這一步可以使用的連接方法有兩種:使用細金屬線的引線鍵合和使用球形金塊或錫塊的倒裝芯片鍵合。引線鍵合屬于傳統方法,倒裝芯片鍵合技術可以加快半導體制造的速度。
4、成型
完成半導體芯片的連接后,需要利用成型工藝給芯片外部加一個包裝,以保護半導體集成電路不受溫度和濕度等外部條件影響。根據需要制成封裝模具后,我們要將半導體芯片和環氧模塑料 (EMC) 都放入模具中并進行密封。密封之后的芯片就是最終形態了。
5、封裝測試
已經具有最終形態的芯片還要通過最后的缺陷測試。進入最終測試的全部是成品的半導體芯片。它們將被放入測試設備,設定不同的條件例如電壓、溫度和濕度等進行電氣、功能和速度測試。這些測試的結果可以用來發現缺陷、提高產品質量和生產效率。
封裝技術的演變
隨著芯片體積的減少和性能要求的提升,封裝在過去數年間已經歷了多次技術革新。面向未來的一些封裝技術和方案包括將沉積用于傳統后道工藝,例如晶圓級封裝 (WLP)、 凸塊工藝和重布線層(RDL)技術,以及用于前道晶圓制造的的刻蝕和清潔技術。

半導體封裝.jpg

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