为什么要封测呢?
封测的意义重大,获得一颗IC芯片要经过从设计到制造漫长的流程,然而一颗芯片相当小且薄,如果不在外施加保护,会被轻易的刮伤损坏。此外,因为芯片的尺寸微小,如果不用一个较大尺寸的外壳,将不易以人工安置在电路板上。而这个时候 封测 技术就派上用场了。
封测有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封测外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封测对集成电路起着重要的作用。
封测的作用有那些?
1、保护
半导体芯片的生产车间都有非常严格的生产条件控制,恒定的温度、恒定的湿度、严格的空气尘埃颗粒度控制及严格的静电保护措施,裸露的装芯片只有在这种严格的环境控制下才不会失效。但是,我们所生活的周围环境完全不可能具备这种条件,低温可能会有-40°C、高温可能会有60°C、湿度可能达到100%,如果是汽车产品,其工作温度可能高达120℃以上。同时还会有各种外界的杂质、静电等等问题会侵扰脆弱的芯片。所以需要封测来更好的保护芯片,为芯片创造一个好的工作环境。
2、支撑
支撑有两个作用,一是支撑芯片,将芯片固定好便于电路的连接,二是封测完成以后,形成一定的外形以支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。
3、连接
连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连通。引脚用于和外界电路连通,金线则将引脚和芯片的电路连接起来。载片台用于承载芯片,环氧树脂粘合剂用于将芯片粘贴在载片台上,引脚用于支撑整个器件,而塑封体则起到固定及保护作用。
4、散热
增强散热,是考虑到所有半导体产品在工作的时候都会产生热量,而当热量达到一定限度的时候便会影响芯片的正常工作。事实上,封装体的各种材料本身就可以带走一部分热量,当然,对于大多数发热量大的芯片,除了通过封测材料进行降温外,还需要考虑在芯片上额外安装一个金属散热片或风扇以达到更好的散热效果。
5、可靠性
任何封装都需要形成一定的可靠性, 这是整个封装工艺中最重要的衡量指标。原始的芯片离开特定的生存环境后就会损毁,需要封装。芯片的工作寿命,主要决于对封装材料和封装工艺的选择。
封测的类型和流程
目前总共有上千种独立的封测类型并且没有统一的系统来识别它们。有些以它们的设计命名(DIP,扁平型,等等),有些以其结构技术命名(塑封,CERDIP,等等),有的按照体积命名,其他的以其应用命名。
芯片的封测技术已经历经好几代的变迁,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封测面积之比越来越接近,使用频率越来越高,耐温性能越来越好,以及引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等,都是看得见的变化。
下面讲解一下封测的主要流程:
封装工艺流程 一般可以分为两个部分,用塑料封装之前的工艺步骤成为前段 *** 作,在成型之后的工艺步骤成为后段 *** 作。基本工艺流程包括:硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、成型技术、去飞边毛刺、切筋成型、上焊锡打码等工序,下面就具体到每一个步骤:
一、前段:
背面减薄(back grinding):刚出场的圆镜(wafer)进行背面减薄,达到封装需要的厚度。在背面磨片时,要在正面粘贴胶带来保护电路区域。研磨之后,去除胶带。
圆镜切割(wafer Saw):将圆镜粘贴在蓝膜上,再将圆镜切割成一个个独立的Dice,再对Dice进行清洗。
光检查:检查是否出现废品
芯片粘接(Die Attach):芯片粘接,银浆固化(防止氧化),引线焊接。
二、后段:
注塑:防止外部冲击,用EMC(塑封料)把产品封测起来,同时加热硬化。
激光打字:在产品上刻上相应的内容。
高温固化:保护IC内部结构,消除内部应力。
去溢料:修剪边角。
电镀:提高导电性能,增强可焊接性。
最后切片成型检查产品良率,那么怎么来检测封测成型之后的产品功能筛选废品呢?跟进不同的封装类型来采购对应的IC测试座以及老化座来进行IC的功能性测试,最后通过温湿度加速老化确认之后包装出厂。
这就是一个完整芯片封测的过程。芯片封测技术我国已经走在世界前列,这为我们大力发展芯片提供了良好的基础。未来几年,芯片行业的整体增速将维持在30%以上。这是一个非常可观的增速,意味着行业规模不到3年就将翻一番。如此高速的增长,芯片行业3大细分领域——设计、制造、封装与测试(简称“封测”)均将受益。相信在国人的努力下,我们的设计和制造水平也会有一天能够走向世界,引领时代。
我司专注于集成电路适配器研发、设计、生产和销售于一体的技术密集型高新企业。专业生产各类IC的Burn-in Socket、Test Socket及各类IC测试治具,向客户提供专业的集成电路测试、烧录、老化试验等的连接解决方案专业研制、开发、生产各类高性能、低成本的Burn-in &Test Socket及各类IC测试治具,适用于BGA,PGA,QFN,GCSP,CLCC,QFP,TSOP……个种芯片封装
半导体产业链分为上、中、下游应用三大环节;其中,中游又分为芯片设计、制造、封测三大步骤,实现“点沙成金”。
封测是芯片制造的收尾环节,负责对生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封,连通电路与外部器件。经过封装、测试步骤之后,一颗芯片的才算真正完成,可以被推向市场 。
目前,我国在芯片设计、制造上均有突破,但论及中外差距最小的环节,还应当是封测。中国企业占据了全球封测市场绝大多数的份额。
日前,TrendForce公布的“2021年第一季全齐前十大封测业者营收排名”,充分显示出了中国企业在封测环节的强大优势。
在榜单中,中国大陆三大封测巨头——江苏长电、通富微电、天水华天——均榜上有名,瓜分全球27%的市场份额。除安靠外,其余席位均被中国企业占领。
江苏长电
江苏长电原本是一家不起眼的内衣厂,在1972年时转型为晶体管厂。如今江苏长电已经成为中国第一大芯片封测厂。
封测行业有着明显的规模效应,只有形成规模才能在这一利润不高的行业赚到钱。为此,长电 科技 启动了多项并购,其中最为人乐道的是它收购了新加坡星科金朋,这个曾经的全球第四大封测厂。
不过,很长时间里江苏长电的业绩并不算好,毛利率过低,而且数次出现亏损。
不过从2019年开始,江苏长电的情况得到明显改善,发展愈发稳定。
通富微电
在全球市场上,通富微电占据了7%的市场份额,排名全球第六位。通富微电通过对AMD的封测厂进行收购,成功打入了AMD生产线。如今,AMD是公司的第一大客户。
2021年第一季度,通富微电实现归属于上市公司股东净利润1.56亿元,实现扭亏为盈,盈利能力已有明显的提升。
目前,通富微电的产能饱满、订单充足,有望实现不错的业绩。
天水华天
天水华天在全球排名第七,占据5.6%的市场份额。在天水华天快速崛起的背后,也离不开对海外封测厂的大额收购,其将Unisem、宇芯成都等都收入南中。。
今年第一季度,公司实现净利润2.82亿元,盈利表现令人瞩目。
写在最后
如今,在5G、智能 汽车 等的刺激下,集成电路需求量快速攀升,带动了封测行业的发展,推动了三大公司的业绩。
借助这一机遇,三大厂商有望进一步稳固自身在市场上的地位。
文/BU 审/球子
5月7日,长电 科技 宣布,公司完成定增募资约50亿元人民币,超过一半的募资额来自阿布扎比主权财富基金、JP摩根、广发基金、正心谷等国内外头部投资机构。
根据此前公告,长电 科技 向23名特定对象非公开发行人民币普通股(A股)共计1.77亿股,发行价格为人民币28.30元/股,募集资金50亿元,主要投向“年产36亿颗高密度集成电路及系统级封装模块项目”、 “年产100亿块通信用高密度混合集成电路及模块封装项目”。该公司称,此次募资有助于发展SiP(系统封装)、QFN(四侧无引脚扁平封装)、BGA (球栅阵列封装)等封装能力,更好地满足5G通讯设备、大数据、 汽车 电子等终端应用对于封装的需求,进一步推动5G技术在中国商用领域的发展。
随着芯片尺寸越来越小,芯片种类越来越多,输出入脚数大幅增加,3D封装、扇形封装(FOWLP/PLP)、微间距焊线技术,以及SiP等技术的发展成为延续摩尔定律的最佳选择之一。半导体封测行业也在由传统封测向先进封测技术过渡,先进封装技术在整个封装市场的占比正在逐步提升。
根据市场调研机构Yole的数据,2018年先进封装全球市场规模约276亿美元,在全球封装市场的占比约42.1%,预计2024年先进封装全球市场规模约436亿美元,占比约49.7%,2018-2024年全球先进封装市场的CAGR 约8%,相比同期整体封装市场(CAGR=5%)和传统封装市场,先进封装市场的增长更为显著,将为全球封测市场贡献主要增量。
除了向先进封测演进,封测行业的需求也正不断上涨。受益于集成电路国产化浪潮,智能化、5G、物联网、电动 汽车 等新技术的落地应用以及疫情催生下的“宅经济”也带来PC、服务器、电玩等电子终端需求大增,半导体晶圆和封测产能都供不应求,也拉动了封测厂商业绩。
2020年长电 科技 收入人民币264.6亿元,较上年增长 28.2%,净利润超过公司上市17年间净利润总和的两倍;通富微电2020年实现营业收入107.69亿元,较上年同期增加30.27%,净利润3.38亿元,同比增长1668.04%;华天 科技 2020年营收83.82亿元,同比增加3.44%,净利润7.02亿元,较上年增加144.67%。
市场的巨大需求导致半导体供应链和产能紧缺,该矛盾短期内难以解决。通富微电表示,目前来看,半导体产业处于高景气周期,产能供给紧张带来的缺货、涨价情况已遍布行业内很多环节,从设计到晶圆到封测,都与客户协商调涨价格。半导体产能紧张的局面还会在相当长的一段时间内延续。 “半导体封测产能出现了长时间供不应求的局面,公司可以利用这个时机同客户一起沟通、协商,调整成本结构和价格,提升产能利用效率。一方面带动公司盈利能力回升,另一方面,实现公司和客户的良性可持续发展。 ”
长电 科技 首席执行官兼董事郑力在近期一次论坛上表示,此次产能紧张问题将在今年九十月份得到一定程度的缓解。他在业绩会上表示,公司在新加坡购入的三栋封测厂房预计2021年投产。
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)