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一、半导体元件制造过程
1、 前段(Front End)制程
1)晶圆处理制程(Wafer Fabrication;简称 Wafer Fab)
晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与电子元件(如电晶体、电容体、逻辑闸等),为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程,以微处理器(Microprocessor)为例,其所需处理步骤可达数百道,而其所需加工机台先进且昂贵,动辄数千万一台,其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘(Particle)均需控制的无尘室(Clean-Room),虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关;不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗(Cleaning)之后,接著进行氧化(Oxidation)及沈积,最后进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤,以完成晶圆上电路的加工与制作。
2)晶圆针测制程(Wafer Probe)
经过Wafer Fab之制程后,晶圆上即形成一格格的小格 ,我们称之为晶方或是晶粒(Die),在一般情形下,同一片晶圆上皆制作相同的晶片,但是也有可能在同一片晶圆 上制作不同规格的产品;这些晶圆必须通过晶片允收测试,晶粒将会一一经过针测(Probe)仪器以测试其电气特性, 而不合格的的晶粒将会被标上记号(Ink Dot),此程序即 称之为晶圆针测制程(Wafer Probe)。然后晶圆将依晶粒为单位分割成一粒粒独立的晶粒。
2、后段(Back End)制程
1)封装(Packaging)测试制程(Initial Test and Final Test)
利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路
目的:是为了制造出所生产的电路的保护层,避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。
封装依使用材料可分为陶瓷(ceramic)及塑胶(plastic)两种,而目前商业应用上则以塑胶封装为主。以塑胶封装中打线接合为例,其步骤依序为晶片切割(die saw)、粘晶(die mount / die bond)、焊线(wire bond)、封胶(mold)、剪切/成形(trim / form)、印字(mark)、电镀(plating)及检验(inspection)等。
2)测试制程(Initial Test and Final Test)
封装好后,还需完成成品测试。
整个芯片制造过程中主要包含下面这些测试:
1、芯片测试(wafer sort)
2、芯片目检(die visual)
3、芯片粘贴测试(die attach)
4、压焊强度测试(lead bond strength)
5、稳定性烘焙(stabilization bake)
6、温度循环测试(temperature cycle)
7、离心测试(constant acceleration)
8、渗漏测试(leak test)
9、高低温电测试
10、高温老化(burn-in)
11、老化后测试(post-burn-in electrical test)
后段工艺过程:
a) 晶片切割(die saw)
晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒(die)切割分离。
举例来说:
以0.2微米制程技术生产,每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的64M微量。
欲进行晶片切割,首先必须进行晶圆黏片,而后再送至晶片切割机上进行切割。切割完后之晶粒井然有序排列於胶带上,而框架的支撑避免了胶带的褶皱与晶粒之相互碰撞。
b) 粘晶(die mount / die bond)
粘晶之目的乃将一颗颗之晶粒置於导线架上并以银胶(epoxy)黏著固定。粘晶完成后之导线架则经由传输设备送至d匣(magazine)内,以送至下一制程进行焊线。
c) 焊线(wire bond)
封装制程(Packaging)是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路(Integrated Circuit;简称IC),此制程
目的是为了制造出所生产的电路的保护层,避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后整个集成电路的周围会向外拉出脚架(Pin),称之为打线,作为与外界电路板连接之用。
d) 封胶(mold)
封胶之主要目的为防止湿气由外部侵入、以机械方式支持导线、内部产生的热量之去除及提供能够手持之形体。其过程为将导线架置於框架上并预热,再将框架置於压模机上的构装模上,再以树脂充填并待硬化
e) 剪切/成形(trim / form)
剪切之目的为将导线架上封装完成之晶粒独立封开,并把不需要的连接用材料及部份凸出之树脂切除(dejunk)。成形之目的则是将外引脚压成各种预先设计好之形状 ,以便於装置於电路板上使用。剪切与成形主要由一部冲压机配上多套不同制程之模具,加上进料及出料机构所组成。
f) 印字(mark)
印字乃将字体印於封装完的塑胶之上,其目的在於注明商品之规格及制造者等信息。
g) 检验(inspection)
主要是外观检查
1. Wafer Probe
晶圆针测工序 2. waferballing process
晶圆球状化工艺 3. bonded wafer
已粘接晶圆 4. cassette, wafer
晶圆匣 5. tray, wafer
晶圆承载器 6. wafer tray
晶圆承载器 7. wafer cassette
晶圆匣 8. wafer acceptance (WAT)
晶圆验收测试 9. wafer
晶圆 10. Wafer Mapping
晶圆映射 11. Wafer burn-in
晶圆老化 12. Multi Project Wafer
多项目晶圆
屏幕作为 iPhone 中最昂贵的零件之一,苹果非常重视它的设计,从 iPhone 4 时期的视网膜(Retina)屏幕到 iPhone X 系列的 OLED 屏幕,苹果一直都保持着较高的工业水准。但是对于使用 OLED 屏幕的设备来说,“烧屏”却成了逃不过的硬伤。所谓“烧屏”值得是 OLED 屏幕长期显示相同画面,最终导致局部显示异常的情况。
OLED 屏幕烧屏是什么原因,可以修复吗?
造成这一问题的原因是 OLED 屏幕独有的特性——自发光。一般的显示器后面都装有背光层,背光层亮了之后显示器就会发光了,但是 OLED 屏幕的发光模式和这个是不一样的,OLED 屏幕是通过像素点自发光来成像的,当屏幕长时间显示同一颜色时,一些元件会由于持续发光而老化,当这种老化达到一定程度将不可再恢复,因此就在屏幕上出现了“残像”。
OLED 屏幕烧屏是什么原因,可以修复吗?
为了解决这个问题,各家手机厂商都在想方法避免,例如三星对部分机型下方的虚拟按键做了设置,每隔一段时间就会自动微调其显示的位置,由于调整得非常小,因此不会影响用户使用,也巧妙地避免了同一图像长时间显示在同一地方。
据外媒报道,苹果打算在 2019 款 iPhone 上采用集成触控功能的柔性 OLED 面板,以此减少屏幕的体积来降低设备的厚度和重量,而在寿命方面也会进行改良。
在平常使用过程中,注意以下几个问题也可以避免“烧屏”。
1.避免长时间显示静态图像和最大亮度。
2.打开自动亮度调节。
3.使用较短的自动锁定时间。
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