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半導(dǎo)體制造流程(八) - 封裝

發(fā)布日期:2023-05-19 發(fā)布者:合明科技 瀏覽次數(shù):6375

半導(dǎo)體制造流程(八) - 封裝

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

每個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造都需要數(shù)百個(gè)工藝,整個(gè)制造過程分為八個(gè)步驟:晶圓加工 - 氧化 - 光刻 -刻蝕 - 薄膜沉積 - 互連 - 測(cè)試 - 封裝。今天小編給大家介紹的是半導(dǎo)體制造的第八個(gè)步驟:封裝,希望能對(duì)大家有所幫助!

半導(dǎo)體制造流程.jpg

半導(dǎo)體制造第八步:封裝

經(jīng)過之前幾個(gè)工藝處理的晶圓上會(huì)形成大小相等的方形芯片(又稱“單個(gè)晶片”)。下面要做的就是通過切割獲得單獨(dú)的芯片。剛切割下來的芯片很脆弱且不能交換電信號(hào),需要單獨(dú)進(jìn)行處理。這一處理過程就是封裝,包括在半導(dǎo)體芯片外部形成保護(hù)殼和讓它們能夠與外部交換電信號(hào)。整個(gè)封裝制程分為五步,即晶圓鋸切、單個(gè)晶片附著、互連、成型和封裝測(cè)試。
1、晶圓鋸切
要想從晶圓上切出無數(shù)致密排列的芯片,我們首先要仔細(xì)“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(jìn)行切割,直至將半導(dǎo)體芯片分離出來。
晶圓鋸切技術(shù)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(chǎn)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(shù)同樣能適用。
2、單個(gè)晶片附著
所有芯片都從晶圓上分離后,我們需要將單獨(dú)的芯片(單個(gè)晶片)附著到基底(引線框架)上。基底的作用是保護(hù)半導(dǎo)體芯片并讓它們能與外部電路進(jìn)行電信號(hào)交換。附著芯片時(shí)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(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)電信號(hào)交換。這一步可以使用的連接方法有兩種:使用細(xì)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(tǒng)方法,倒裝芯片鍵合技術(shù)可以加快半導(dǎo)體制造的速度。
4、成型
完成半導(dǎo)體芯片的連接后,需要利用成型工藝給芯片外部加一個(gè)包裝,以保護(hù)半導(dǎo)體集成電路不受溫度和濕度等外部條件影響。根據(jù)需要制成封裝模具后,我們要將半導(dǎo)體芯片和環(huán)氧模塑料 (EMC) 都放入模具中并進(jìn)行密封。密封之后的芯片就是最終形態(tài)了。
5、封裝測(cè)試
已經(jīng)具有最終形態(tài)的芯片還要通過最后的缺陷測(cè)試。進(jìn)入最終測(cè)試的全部是成品的半導(dǎo)體芯片。它們將被放入測(cè)試設(shè)備,設(shè)定不同的條件例如電壓、溫度和濕度等進(jìn)行電氣、功能和速度測(cè)試。這些測(cè)試的結(jié)果可以用來發(fā)現(xiàn)缺陷、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
封裝技術(shù)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(shù)年間已經(jīng)歷了多次技術(shù)革新。面向未來的一些封裝技術(shù)和方案包括將沉積用于傳統(tǒng)后道工藝,例如晶圓級(jí)封裝 (WLP)、 凸塊工藝和重布線層(RDL)技術(shù),以及用于前道晶圓制造的的刻蝕和清潔技術(shù)。

半導(dǎo)體封裝.jpg

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