ICF智芯融 發表於 2020-12-16 11:08:40
由於中美貿易戰的原因，導致產業鏈發生變化，最大的變化來自於華為，由於進口晶片受到限制，導致海思晶片出貨量大大提升，海思晶片的封測訂單轉移到國內；其次為華為供應晶片的廠商也在尋求國內封測廠商來降低運輸成本和溝通測試成本。國內半導體封測產業在規模和技術上都有能力滿足客戶需求。
說起晶片，大家都知道這是一個非常高科技且專業的領域，並且整個生產流程特別的複雜。市場上的商品從無到有一般要經歷三個階段，設計、製造和封裝。晶片產業也不例外，晶片的生產流程分有三大組成部分，分別是設計、製造和封測。很多企業只參與晶片製造其中的某一個環節。 比如像華為、高通、蘋果、聯發科、只設計晶片；像臺積電、中芯國際、華虹半導體則只製造晶片，而像日月光、長電科技等則只封測晶片。中國封測佔全球份額的佔比也將從2018年的22%躍升至2025年的32%。晶片的設計和製造飽受人們關注，今天給大家介紹一下晶片生產的最後一個流程-晶片封測。
封裝測試是將生產出來的合格晶圓進行切割、焊線、塑封，使晶片電路與外部器件實現電氣連接，並為晶片提供機械物理保護，並利用集成電路設計企業提供的測試工具，對封裝完畢的晶片進行功能和性能測試。
為什麼要封測呢？
封測的意義重大，獲得一顆IC晶片要經過從設計到製造漫長的流程，然而一顆晶片相當小且薄，如果不在外施加保護，會被輕易的刮傷損壞。此外，因為晶片的尺寸微小，如果不用一個較大尺寸的外殼，將不易以人工安置在電路板上。而這個時候封測技術就派上用場了。
封測有著安放、固定、密封、保護晶片和增強電熱性能的作用，而且還是溝通晶片內部世界與外部電路的橋梁——晶片上的接點用導線連接到封測外殼的引腳上，這些引腳又通過印製板上的導線與其他器件建立連接。因此，封測對集成電路起著重要的作用。下面分別講解封測的作用。
1、保護
半導體晶片的生產車間都有非常嚴格的生產條件控制，恆定的溫度、恆定的溼度、嚴格的空氣塵埃顆粒度控制及嚴格的靜電保護措施，裸露的裝晶片只有在這種嚴格的環境控制下才不會失效。但是，我們所生活的周圍環境完全不可能具備這種條件，低溫可能會有-40°C、高溫可能會有60°C、溼度可能達到100%，如果是汽車產品，其工作溫度可能高達120^C以上。同時還會有各種外界的雜質、靜電等等問題會侵擾脆弱的晶片。所以需要封測來更好的保護晶片，為晶片創造一個好的工作環境。
2、支撐
支撐有兩個作用，一是支撐晶片，將晶片固定好便於電路的連接，二是封測完成以後，形成一定的外形以支撐整個器件、使得整個器件不易損壞。
3、連接
連接的作用是將晶片的電極和外界的電路連通。引腳用於和外界電路連通，金線則將引腳和晶片的電路連接起來。載片臺用於承載晶片，環氧樹脂粘合劑用於將晶片粘貼在載片臺上，引腳用於支撐整個器件，而塑封體則起到固定及保護作用。
4、散熱
增強散熱，是考慮到所有半導體產品在工作的時候都會產生熱量，而當熱量達到一定限度的時候便會影響晶片的正常工作。事實上，封裝體的各種材料本身就可以帶走一部分熱量，當然，對於大多數發熱量大的晶片，除了通過封測材料進行降溫外，還需要考慮在晶片上額外安裝一個金屬散熱片或風扇以達到更好的散熱效果。
5、可靠性
任何封裝都需要形成一定的可靠性， 這是整個封裝工藝中最重要的衡量指標。原始的晶片離開特定的生存環境後就會損毀，需要封裝。晶片的工作壽命，主要決於對封裝材料和封裝工藝的選擇。
封測的類型和流程
目前總共有上千種獨立的封測類型並且沒有統一的系統來識別它們。有些以它們的設計命名（DIP，扁平型，等等），有些以其結構技術命名（塑封，CERDIP，等等），有的按照體積命名，其他的以其應用命名。
晶片的封測技術已經歷經好幾代的變遷，技術指標一代比一代先進，包括晶片面積與封測面積之比越來越接近，使用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，以及引腳數增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得見的變化。本文在此不做過多敘述，感興趣的可以自行尋找並學習封裝類型。
下面講解一下封測的主要流程：
封裝工藝流程 一般可以分為兩個部分，用塑料封裝之前的工藝步驟成為前段操作，在成型之後的工藝步驟成為後段操作。基本工藝流程包括：矽片減薄、矽片切割、晶片貼裝、成型技術、去飛邊毛刺、切筋成型、上焊錫打碼等工序，下面就具體到每一個步驟：
一、前段：
背面減薄（back grinding）：剛出場的圓鏡（wafer）進行背面減薄，達到封裝需要的厚度。在背面磨片時，要在正面粘貼膠帶來保護電路區域。研磨之後，去除膠帶。
圓鏡切割（wafer Saw）：將圓鏡粘貼在藍膜上，再將圓鏡切割成一個個獨立的Dice，再對Dice進行清洗。
光檢查：檢查是否出現廢品
晶片粘接（Die Attach）：晶片粘接，銀漿固化（防止氧化），引線焊接。
二、後段：
注塑：防止外部衝擊，用EMC（塑封料）把產品封測起來，同時加熱硬化。
雷射打字：在產品上刻上相應的內容。例如：生產日期、批次等等。
高溫固化：保護IC內部結構，消除內部應力。
去溢料：修剪邊角。
電鍍：提高導電性能，增強可焊接性。
切片成型檢查廢品。
這就是一個完整晶片封測的過程。晶片封測技術我國已經走在世界前列，這為我們大力發展晶片提供了良好的基礎。未來幾年，晶片行業的整體增速將維持在30%以上。這是一個非常可觀的增速，意味著行業規模不到3年就將翻一番。如此高速的增長，晶片行業3大細分領域——設計、製造、封裝與測試（簡稱「封測」）均將受益。相信在國人的努力下，我們的設計和製造水平也會有一天能夠走向世界，引領時代。
責任編輯：YYX
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