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半导体制造流程(八) - 封装

发布日期:2023-05-19 发布者:合明科技 浏览次数:5666

半导体制造流程(八) - 封装

半导体(semiconductor)指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体应用领域非常广泛。从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。

每个半导体产品的制造都需要数百个工艺,整个制造过程分为八个步骤:晶圆加工 - 氧化 - 光刻 -刻蚀 - 薄膜沉积 - 互连 - 测试 - 封装。今天小编给大家介绍的是半导体制造的第八个步骤:封装,希望能对大家有所帮助!

半导体制造流程.jpg

半导体制造第八步:封装

经过之前几个工艺处理的晶圆上会形成大小相等的方形芯片(又称“单个晶片”)。下面要做的就是通过切割获得单独的芯片。刚切割下来的芯片很脆弱且不能交换电信号,需要单独进行处理。这一处理过程就是封装,包括在半导体芯片外部形成保护壳和让它们能够与外部交换电信号。整个封装制程分为五步,即晶圆锯切、单个晶片附着、互连、成型和封装测试。
1、晶圆锯切
要想从晶圆上切出无数致密排列的芯片,我们首先要仔细“研磨”晶圆的背面直至其厚度能够满足封装工艺的需要。研磨后,我们就可以沿着晶圆上的划片线进行切割,直至将半导体芯片分离出来。
晶圆锯切技术有三种:刀片切割、激光切割和等离子切割。刀片切割是指用金刚石刀片切割晶圆,这种方法容易产生摩擦热和碎屑并因此损坏晶圆。激光切割的精度更高,能轻松处理厚度较薄或划片线间距很小的 晶 圆。等离子切割采用等离子刻蚀的原 理,因此即使划片线间距非常小,这种技术同样能适用。
2、单个晶片附着
所有芯片都从晶圆上分离后,我们需要将单独的芯片(单个晶片)附着到基底(引线框架)上。基底的作用是保护半导体芯片并让它们能与外部电路进行电信号交换。附着芯片时可以使用液体或固体带状粘合剂。
3、互连
在将芯片附着到基底上之后,我们还需要连接二者的接触点才能实现电信号交换。这一步可以使用的连接方法有两种:使用细金属线的引线键合和使用球形金块或锡块的倒装芯片键合。引线键合属于传统方法,倒装芯片键合技术可以加快半导体制造的速度。
4、成型
完成半导体芯片的连接后,需要利用成型工艺给芯片外部加一个包装,以保护半导体集成电路不受温度和湿度等外部条件影响。根据需要制成封装模具后,我们要将半导体芯片和环氧模塑料 (EMC) 都放入模具中并进行密封。密封之后的芯片就是最终形态了。
5、封装测试
已经具有最终形态的芯片还要通过最后的缺陷测试。进入最终测试的全部是成品的半导体芯片。它们将被放入测试设备,设定不同的条件例如电压、温度和湿度等进行电气、功能和速度测试。这些测试的结果可以用来发现缺陷、提高产品质量和生产效率。
封装技术的演变
随着芯片体积的减少和性能要求的提升,封装在过去数年间已经历了多次技术革新。面向未来的一些封装技术和方案包括将沉积用于传统后道工艺,例如晶圆级封装 (WLP)、 凸块工艺和重布线层(RDL)技术,以及用于前道晶圆制造的的刻蚀和清洁技术。

半导体封装.jpg

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