半导体芯片设计制造过程——封装测试详解;

如题所述

半导体芯片的魔法之旅从内部设计到外部世界的保护,封装测试扮演着关键角色。在这个过程中,我们深入了解CP测试设备如何确保芯片品质,以及其目的和挑战。封装,就像芯片的装甲,分为陶瓷、金属和塑料三种类型,各有其独特的优缺点:陶瓷封装提供极佳的绝缘,金属则以高效散热见长,塑料封装则轻便且成本效益高。


封装方式分为通孔式(PHT)和表面贴装式(SMT),如SOT和SOIC,它们分别适应不同的应用环境和性能需求。封装的核心任务在于:保护芯片免受环境侵害,支撑稳定,以及实现电路间的无缝连接和散热。为了提升散热效果,专家们巧妙地引入金属散热片或风扇,确保芯片在严苛的工作条件下依然高效运行。


可靠性,如同芯片的生命线,直接决定了其使用寿命。封装工艺流程由硅片减薄、切割、贴装、成型等步骤构成,分为前段(FOL)和后段(EOL)。FOL步骤严谨细致,包括背面减薄以保护电路,切割成Die,清洗除杂,光检剔除不良,再到芯片粘贴、银浆固化、引线焊接等关键环节。


引线键合、TAB和FCB,三种互连技术各显神通,确保芯片与外部世界紧密连接。进入EOL阶段,注塑工艺为芯片提供坚固的外壳,极光打字则用于标记,高温固化确保封装稳定,去溢料清理多余物料,电镀增强导电性能,退火消除内部应力,工艺精益求精。


然而,过去的85%锡/15%铅铅锡合金已不再符合RoHS环保标准,这是技术演进带来的挑战。电镀退火的150℃烘烤,是防止晶须生长的关键步骤。在切筋成型(Trim&Form)阶段,Lead Frame被精准切割并重塑,为每个芯片单元准备适宜的载体。


封装测试的最后阶段,4th Optical Inspection使用低倍镜进行全面外观检查,重点关注EOL阶段可能出现的问题。而芯片FT测试,作为出厂前的终极检验,动用自动化设备、机械臂、测试板与插座,确保封装芯片性能的卓越无瑕。


在这个精密而卓越的旅程中,封装测试是半导体芯片从实验室走向市场的护航者。每一次封装的完美,都是一次技术与品质的双重保证。

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