半导体行业芯片封装与测试的工艺流程

半导体行业芯片封装与测试的工艺流程,第1张

封装测试厂从来料(晶圆)开始,经过前道的晶圆表面贴膜(WTP)→晶圆背面研磨(GRD)→晶圆背面抛光(polish)→晶圆背面贴膜(W-M)→晶圆表面去膜(WDP)→晶圆烘烤(WBK)→晶圆切割(SAW)→切割后清洗(DWC)→晶圆切割后检查(PSI)→紫外线照射(U-V)→晶片粘结(DB)→银胶固化(CRG)→引线键合(WB)→引线键合后检查(PBI);在经过后道的塑封(MLD)→塑封后固化(PMC)→正印(PTP)→背印(BMK)→切筋(TRM)→电镀(SDP)→电镀后烘烤(APB)→切筋成型(T-F)→终测(FT1)→引脚检查(LSI)→最终目检(FVI)→最终质量控制(FQC)→烘烤去湿(UBK)→包装(P-K)→出货检查(OQC)→入库(W-H)等工序对芯片进行封装和测试,最终出货给客户

一、根据芯片上集成的微电子器件的数量,集成电路(芯片)分为以下六类:小型集成电路,中型集成电路,大规模集成电路,超大规模集成电路,极大规模集成电路,GLSI等。

最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的核心。

根据电路特点,集成电路分为模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路。

半导体集成电路工艺,包括以下步骤:光刻,刻蚀,薄膜(化学气相沉积或物理气相沉积),掺杂(热扩散或离子注入),化学机械平坦化CMP。

二、芯片制造如同盖房子,以晶圆作为地基,层层往上叠。没有设计图,拥有再强制造能力都没有用,因此芯片设计师很重要。

在IC生产流程中,IC多由专业IC设计公司进行规划、设计,比如联发科、高通、Intel等。IC设计中,最重要的步骤就是规格制定。类比盖房子,先要决定要几间房子,有什么建筑法规要遵守,在确定好所有功能后再进行设计,这样才能免去后续多次修改的麻烦。

规格制定的第一步便是确定IC的目的、效能为何,对大方向做设定。接着是察看有哪些协定需要遵守,比如无线网卡的芯片就需要符合IEEE 802.11规范,不然,就无法与市面上其他设备连线。最后确定IC的制作方法,将不同欧冠功能分配成不同单元,并确立不同单元间连接的方法,如此便完成规格的制定。

接着便是设计芯片的细节,就先初步记下建筑的规画,将整体轮廓描绘出来,方便后续制图。在IC 芯片中,使用硬体描述语言(HDL)将电路描写出来,常使用的HDL有Verilog、VHDL等,使用程式码可轻易的将IC功能表达出来。

有了完整规画后,接下来便是画出平面设计蓝图。在IC设计中,逻辑合成便是将确定无误的HDL code,放入电子设计自动化工具(EDA tool),让电脑将HDL code转换成逻辑电路,并反复修改至无误。

最后,将合成的程式码再放入另一套EDA tool,进行电路布局和绕线。

参考文章:芯片到底是什么?https://blog.csdn.net/fuli911/article/details/116740481?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522162415509316780274192768%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=162415509316780274192768&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_click~default-2-116740481.first_rank_v2_pc_rank_v29&utm_term=%E8%8A%AF%E7%89%87&spm=1018.2226.3001.4187

芯片是怎么制作出来的如下:

一、芯片设计。

芯片属于体积小,但高精密度极大的产品。想要制作芯片,设计是第一环节。设计需要借助EDA工具和一些IP核,最终制成加工所需要的芯片设计蓝图。

二、沙硅分离。

所有的半导体工艺都是从一粒沙子开始的。因为沙子中蕴含的硅是生产芯片“地基”硅晶圆所需要的原材料。所以我们第一步,就是要将沙子中的硅分离出来。

三、硅提纯。

在将硅分离出来后,其余的材料废弃不用。将硅经过多个步骤提纯,已达到符合半导体制造的质量,这就是所谓的电子级硅。

四、将硅铸锭。

提纯之后,要将硅铸成硅锭。一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体,重量大约为1千克,硅的纯度达到了99.9999%。

五、晶圆加工。硅锭铸好后,要将整个硅锭切成一片一片的圆盘,也就是我们俗称的晶圆,它是非常薄的。随后,晶圆就要进行抛光,直至完美,表面如镜面一样光滑。硅晶圆的直径常见的有8英寸(2mm)和12英寸(3mm),直径越大,最终单个芯片成本越低,但加工难度越高。

六、光刻。首先在晶圆上敷涂上三层材料。第一层是氧化硅,第二层是氮化硅,最后一层是光刻胶。再将设计完成的包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜,掩膜可以理解为一种特殊的投影底片,包含了芯片设计蓝图,下一步就是将蓝图转印到晶圆上。这一步对光刻机有着极高的要求。紫外线会透过掩膜照射到硅晶圆上的光刻胶上,光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉,清除后留下的图案和掩膜上的一致。用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分,剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后,清除全部光刻胶,露出一个个凹槽。

七、蚀刻与离子注入。首先要腐蚀掉暴露在光刻胶外的氧化硅和氮化硅,并沉淀一层二氧化硅,使晶体管之间绝缘,然后利用蚀刻技术使最底层的硅暴露出来。然后把硼或磷注入到硅结构中,接着填充铜,以便和其他晶体管互连,然后可以在上面再涂一层胶,再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构,就像密集交织的高速公路。

经过上述流程,我们就得到了布满芯片的硅晶圆。之后用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来,焊接到基片上,装壳密封。之后经过最后的测试环节,一块块芯片就做好了。


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