芯片封装简介

2023-03-25 867

半导体芯片在作为产品发布之前要经过测试以筛选出有缺陷的产品。每个芯片必须通过的 “封装”工艺才能成为完美的半导体产品。封装主要作用是电气连接和保护半导体芯片免受元件影响。

通过前面步骤完成的晶圆被切割成单独的半导体芯片。这些单独切割的芯片中的每一个都称为裸芯片或裸片。但现阶段芯片无法与外界交换电信号，容易受到外界冲击而损坏。对于要安装在基板或电子设备上的半导体芯片（集成电路），首先需要进行相应的封装。为半导体芯片与外界交换信号并保护其免受各种外部因素影响而开辟“道路”的过程称为“封装”。封装的目的是将集成电路连接到电子设备，并保护电路免受以下因素的影响：高温、高湿度、化学试剂、冲击和振动等。

1）晶圆切割

▲ 单独切割的芯片

首先，需要将晶圆分离成单独的芯片。一个晶圆包含数百个芯片，每个芯片都用划线标出。石划片机用于沿着这些划线切割晶圆。

2) 贴片

▲ 引线框架起到芯片支撑的作用

划片过的芯片被移动到引线框或印刷电路板 (PCB) 上。引线框架作为保护和支撑芯片的框架，在半导体芯片和外部电路之间传输电信号。

3）引线键合

使用细线将放置在基板上的半导体芯片的接触点与基板的接触点连接以赋予芯片电气特性称为引线键合。

▲ 引线键合和倒装芯片方法的比较

除了传统的引线键合方法外，还有另一种封装方法，即使用球形凸点连接芯片和基板的电路。这提高了半导体速度。这种技术称为倒装芯片封装，与引线键合相比，它具有更低的电阻、更快的速度和更小的外形尺寸。凸点通常由金 (Au) 或焊料（锡、铅和银的化合物）制成。

4）注塑成型

▲ 注塑成型：用环氧树脂密封芯片

引线键合步骤完成后，就该进行成型步骤了。注塑完成所需形状的芯片封装，并保护半导体集成电路免受热和湿气等物理因素的影响。使用环氧树脂密封引线键合芯片，这样就完成了我们所知道的半导体芯片。

封装测试：迈向完美半导体芯片的最后一步

▲ 封装好的半导体芯片。完成的芯片在发布以广泛用于日常应用之前要经过最终测试

终于，半导体芯片完成了。封装后进行封装测试，以筛选出有缺陷的半导体芯片。该测试也称为最终测试，因为它是在成品上进行的。半导体芯片被放置在测试仪中，并经受各种电压、电信号、温度和不同的湿度水平，以测试产品的电气特性、功能特性和运行速度。来自测试仪的数据经过分析并反馈到制造或装配过程中，进一步提高了产品质量。我们关于生产半导体芯片的八个基本过程的系列文章到此结束。半导体技术的进步有望进一步丰富我们的生活。

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