半导体封装及测试技术
集成电路封装与测试
集成电路芯片封装:是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴,固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定构成整体立体结构的工艺封装工程:将封装体与基板连接固定装配成完整的系统或电子设备，并确保整个的综合性能的工程(合起来就是广义的封装概念)芯片封装实现的功能:①传递电能，主要是指电源电压的分配和导通②传递电路信号，主要是将电信号的延迟尽可能的减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互联路径及通过封装的I/O接口引出的路径最短③提供散热途径，主要是指各种芯片封装都要考虑元器件部件长期工作时，如何将聚集的热量散出的问题④结构保护与支持，主要是指芯片封装可为芯片和其他连接部件提供牢固可靠的机械支撑封装工程的技术层次①第一层次，该层次又称为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺②第二层次，将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电路卡的工艺③第三层次，将数个第二层次完成的封装，组装成的电路卡组合在一个主电路板上，使之成为一个部件或子系统的工艺④第四层次，将数个子系统组装成一个完整电子产品的工艺过程芯片封装的分类:按照封装中组合集成电路芯片的数目，可以分为单芯片封装与多芯片封装按照密封的材料区分，可分为高分子材料和陶瓷为主的种类按照器件与电路板互连方式，可分为引脚插入型和表面贴装型按照引脚分布形态，可分为单边引脚，双边引脚，四边引脚与底部引脚零级层次，在芯片上的集成电路元件间的连线工艺SCP，单芯片封装MCP，多芯片封装DIP，双列式封装BGA，球栅阵列式封装SIP，单列式封装ZIP，交叉引脚式封装QFP，四边扁平封装MCP，底部引脚有金属罐式PGA，点阵列式封装芯片封装技术的基本工艺流程:硅片减薄，硅片切割，芯片贴装，芯片互连，成型技术，去飞边，毛刺，切筋成型，上焊锡，打码芯片减薄：目前硅片的背面减薄技术主要有磨削，研磨，干式抛光，化学机械平坦工艺，电化学腐蚀，湿法腐蚀，等离子增强化学腐蚀，常压等离子腐蚀等芯片切割:刀片切割，激光切割(激光半切割，激光全切割)激光开槽加工是一种常见的激光半切割方式芯片贴装也称为芯片粘贴，是将IC芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。
半导体制造之封装技术
封装发展的阶段
第二阶段：20世纪80年代中期（表面贴装时代）。 表面贴装封装的主要特点是引线代替针脚，引线为翼形或丁形，两边或四边引出，节距为 1.27到0.4mm，适合于3-300条引线，表面贴装技术改变了传统的PTH插装形式，通过细微 的引线将集成电路贴装到PCB板上。主要形式为SOP（小外型封装）、PLCC（塑料有引线片 式载体）、PQFP（塑料四边引线扁平封装）、J型引线QFJ和SOJ、LCCC（无引线陶瓷芯片载 体）等。 它们的主要优点是引线细、短，间距小，封装密度提高；电气性能提高；体积小，重 量轻；易于自动化生产。它们所存在的不足之处是在封装密度、I/O数以及电路频率方面还 是难以满足ASIC、微处理器发展的需要。
封装发展的阶段
半导体行业对芯片封装技术水平的划分存在不同的标准，目前国内比较通行 的标准是采取封装芯片与基板的连接方式来划分，总体来讲，集成电路封装封装 技术的发展可分为四个阶段： 第一阶段：20世纪80年代以前（插孔原件时代）。 封装的主要技术是针脚插装（PTH），其特点是插孔安装到PCB上，主要形式有 SIP、DIP、PGA，它们的不足之处是密度、频率难以提高，难以满足高效自动化 生产的要求。
封装的性能要求
封装
电源分配信号分配散热 Nhomakorabea道机械支撑
环境保护
封装的技术层次
三级封装 母板 第四层次：将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。
二级封装
PWB或卡
第三层次：将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部 件或子系统的工艺。
一级封装
多芯片组件
第二层次：将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。
PCB置于传送链上，经某一特定的角度以及一定的进入深度穿过焊料波峰而实现焊点的焊接过程。
半导体封装测试制程介绍
光罩制作 (Mask) 晶柱成长 (Czochralski Growth) 晶圆片 (Wafer Slice)
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一. 半导体制作过程 (二)
WAFER FAB (晶元厂)
晶圆制程 (Wafer Process) – 氧化模成型 – 感光剂涂布 – 乾板设计组合 – 曝光显像 – 定影显像 – 蚀刻溶解 – 高温扩散 / 子植入 – 属蒸著 – 成型晶圆
3. Final Test Process Flow (1)
ASE & Other Assembly House
IQA IQA
Burn In Burn In
Final Test Final Test
QA QA
TESTING HOUSE Turn Key Business Solution Provider
2. Standard Wafer Sort Flow Chart ASE TEST ASE TEST
ASET Wafer Bank IQA
(1 of 2)
Wafer ID sorting Circuit Probing (CP1 & CP2)
Yield Judgement
Laser Repair
World Class Quality
一. 半导体制作过程 (一)
DESIGN HOUSE (设计厂)
产品需求 (Product Request) 电设计 (Circuit R&D) 电模拟 (Simulation) 电布图 (Circuit Layout) 布图模拟 (Layout Simulation)
3. Final Test Process Flow (2)
Front End: W/S, F/T, B/I
IC半导体封装测试流程
IC半导体封装测试流程修订日期修订单号修订内容摘要页次版次修订审核批准2011/03/30 / 系统文件新制定 4 A/0 / / /更多免费资料下载请进：好好学习社区批准：审核：编制：IC 半导体封装测试流程第1章 前言1.1 半导体芯片封装的目的半导体芯片封装主要基于以下四个目的[10, 13]： ● 防护 ● 支撑 ● 连接 ● 可靠性第一，保护：半导体芯片的生产车间都有非常严格的生产条件控制，恒定的温度（230±3℃）、恒定的湿度（50±10%）、严格的空气尘埃颗粒度控制（一般介于1K 到10K ）及严格的静电保护措施，裸露的装芯片只有在这种严格的环境控制下才不会失效。
但是，我们所生活的周围环境完全不可能具备这种条件，低温可能会有-40℃、高温可能会有60℃、湿度可能达到100%，如果是汽车产品，其工作温度可能高达120℃以上，为了要保护芯片，所以我们需要封装。
第二，支撑：支撑有两个作用，一是支撑芯片，将芯片固定好便于电路的连接，二是封装完成以后，形成一定的外形以支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。
第三，连接：连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连通。
图1-1 TSOP 封装的剖面结构图引脚金线芯片塑封体（上模）环氧树脂粘合剂载片台塑封体（下模）引脚用于和外界电路连通，金线则将引脚和芯片的电路连接起来。
载片台用于承载芯片，环氧树脂粘合剂用于将芯片粘贴在载片台上，引脚用于支撑整个器件，而塑封体则起到固定及保护作用。
第四，可靠性：任何封装都需要形成一定的可靠性，这是整个封装工艺中最重要的衡量指标。
原始的芯片离开特定的生存环境后就会损毁，需要封装。
芯片的工作寿命，主要决于对封装材料和封装工艺的选择。
1.2 半导体芯片封装技术的发展趋势● 封装尺寸变得越来越小、越来越薄 ● 引脚数变得越来越多 ● 芯片制造与封装工艺逐渐溶合 ● 焊盘大小、节距变得越来越小 ● 成本越来越低 ●绿色、环保以下半导体封装技术的发展趋势图[2,3,4,11,12,13]：图1-2 半导体封装技术发展趋势Figure 1-2 Assembly Technology Development TrendDIPSOPLCCPGAxSOPPBGABGAMCM/SIP FBGA/FLGAQFN高效能1970s 1980s1990s2000sQFP小型化注：1. xSOP 是指SOP 系列封装类型，包括SSOP/TSOP/TSSOP/MSOP/VSOP 等。
半导体相关技术及流程
等级概念：如1000级，每立方英尺内,大于等于
0.5的灰尘颗粒不能超过1000颗
芯片制作完整过程包括 ：芯片设计、晶圆制造
、芯片生产（封装、测试）等几个环节。
芯片设计
晶圆制造，FAB晶圆厂。 芯片封装
设计
芯片测试
封装测试厂晶圆制造芯片封测IC Design IC设计
Wafer Fab 晶圆制造
洁净度级别
粒 径 (um)
0.1 0.2 0.3 0.5 5.0
1 35 7.5 3
1
NA
10 350 75 30 10
NA
100 NA 750 300 100 NA
1000 NA NA
NA 1000 7
10000 NA NA
NA 10000 70
100000 NA NA
NA 100000 700
外观测试：它通过IC的图像二元化分析与测试。检查IC的管脚（
如管脚形状、间距、平坦度、管脚间异物等）、树脂（异物附着 、树脂欠缺）、打印（打印偏移、欠缺）、IC方向等项目，并分 拣出外观不合格品。
包装的主要目的是保证运输过程中的产品安全 ，及长期存放时的产品可靠性。因此对包装材 料的强度、重量、温湿度特性、抗静电性能都 有一定的要求。
陈灿文 2012.3.26
1.半导体相关知识介绍 2.半导体产业介绍 3.半导体晶圆制造 4.半导体封装测试 5.封装形式介绍 6.封装测试厂流程细则 7.半导体中国产业分布，著名半导体厂
晶圆制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向 密集度愈高的方向发展，。密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积 的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。微电子技术的发展与 进步，主要是靠工艺技术的不断改进，使得器件的特征尺寸不断缩小，从而
半导体技术工人培训计划
半导体技术工人培训计划一、培训目标随着科技的不断发展，半导体技术在各个领域得到了广泛的应用，对于半导体技术工人的专业技能要求也越来越高。
为了提高半导体技术工人的专业技能水平，提升其在工作中的竞争力和适应能力，我们制定了下面的培训计划。
二、培训内容1. 半导体材料与器件基础知识学习半导体材料的基本性质、晶体结构、半导体器件的基本原理和工作原理，掌握一定的半导体物理学知识。
2. 半导体工艺制造技术学习半导体器件的工艺制造流程、光刻技术、薄膜沉积技术、工艺设计、设备操作和维护，掌握现代半导体工艺制造技术的基本知识。
3. 半导体设备操作和维护学习常见半导体设备的操作原理、参数调整、故障排除和维护保养，掌握常见半导体设备的操作技能。
4. 半导体模拟电路设计与测试学习半导体模拟电路的设计原理、仿真软件的使用、测试仪器的操作和电路测试技术，掌握常见半导体模拟电路的设计和测试技能。
5. 半导体数字电路设计与测试学习半导体数字电路的设计原理、逻辑门电路的实现、测试设备的使用和数字电路测试技术，掌握常见半导体数字电路的设计和测试技能。
6. 半导体封装与测试技术学习半导体封装工艺流程、封装材料和封装设备的操作原理，掌握半导体封装与测试技术的基本知识。
7. 半导体晶圆制造与检测技术学习半导体晶圆制造流程、晶圆检测仪器的操作方法和晶圆质量检测技术，掌握半导体晶圆制造与检测技术的基本知识。
8. 半导体工艺制造中的安全知识学习半导体工艺制造中的安全生产知识和安全操作规程，提高员工的安全意识和操作技能。
三、培训方法1. 理论学习培训学员将通过专业课程学习、理论讲座、教材阅读和在线教育等方式进行理论知识的学习。
2. 实践操作培训学员将通过实验室实践、设备操作、工艺制造实训等方式进行实际操作技能的培训。
3. 群体讨论培训学员将开展群体讨论、案例分析、问题解决等方式进行专业知识的交流和学习。
4. 实际案例培训学员将通过实际案例分析、企业参观、行业论坛等方式进行实际工作经验的积累和学习。
中国半导体行业的封装与测试技术发展
中国半导体行业的封装与测试技术发展封装和测试技术在半导体行业中起着重要的作用。
随着中国半导体产业的迅速发展，封装与测试技术也在不断创新和进步。
本文将介绍中国半导体行业的封装与测试技术发展的现状和未来趋势。
一、封装技术发展封装技术是将芯片封装到具有电信号引脚的封装中，以保护芯片免受损坏。
过去，中国半导体行业在封装技术上相对滞后，依赖进口封装设备和技术。
然而，近年来，中国加大了对封装技术研发的投入，取得了显著的进展。
首先，中国半导体企业加大了自主创新的力度。
通过加强与国内外高校和研究机构的合作，提升研发能力和技术水平。
同时，引进国外封装技术专家，并吸纳国外先进封装技术，不断提高自身的研发能力。
其次，中国半导体行业积极推动封装工艺的革新。
采用先进的工艺流程和材料，提高芯片的封装密度和性能。
例如，采用更小尺寸的晶圆片，实现封装体积的缩减，可应用于移动设备、物联网等领域，满足市场对小型化和高性能的需求。
此外，中国半导体企业在封装工艺中还注重节能环保。
通过改善设备节能性能、优化生产流程等措施，减少能源消耗和废弃物排放，推动可持续发展。
在未来，中国半导体封装技术的发展还需要面临一些挑战。
例如，解决封装工艺中的高温问题，提高封装材料的耐高温性能。
同时，加强封装工艺的自动化和智能化，提高生产效率和质量水平。
二、测试技术发展测试技术是在半导体生产过程中对芯片进行功能测试和质量检测的过程。
随着芯片集成度的提高和功能要求的增加，测试技术的发展也变得愈发重要。
中国半导体行业在测试技术方面也取得了显著进展。
首先，近年来，中国加大了对自主测试设备和仪器的研发投入。
通过引进国外先进的测试设备和技术，加强国内技术创新，提高测试设备的自主化水平。
其次，中国半导体企业注重测试技术的持续改进和优化。
通过提高测试设备的灵敏度和准确性，优化测试流程，及时发现和修复芯片中的缺陷，确保芯片的质量和性能。
此外，中国半导体行业还在测试技术中加强了大数据和人工智能的应用。
一文看懂半导体制造工艺中的封装技术
一文看懂半导体制造工艺中的封装技术共读好书半导体制造工艺流程半导体制造的工艺过程由晶圆制造（Wafer Fabr ication）、晶圆测试（wafer Probe/Sorting)、芯片封装（Assemble）、测试（T est）以及后期的成品（Finish Goods）入库所组成。
半导体器件制作工艺分为前道和后道工序，晶圆制造和测试被称为前道（Front End）工序，而芯片的封装、测试及成品入库则被称为后道（Back End）工序，前道和后道一般在不同的工厂分开处理。
前道工序是从整块硅圆片入手经多次重复的制膜、氧化、扩散，包括照相制版和光刻等工序，制成三极管、集成电路等半导体元件及电极等，开发材料的电子功能，以实现所要求的元器件特性。
后道工序是从由硅圆片分切好的一个一个的芯片入手，进行装片、固定、键合联接、塑料灌封、引出接线端子、按印检查等工序，完成作为器件、部件的封装体，以确保元器件的可靠性，并便于与外电路联接。
半导体制造工艺和流程晶圆制造晶圆制造主要是在晶圆上制作电路与镶嵌电子元件（如电晶体、电容、逻辑闸等），是所需技术最复杂且资金投入最多的过程。
以微处理器为例，其所需处理步骤可达数百道，而且所需加工机器先进且昂贵。
虽然详细的处理程序是随着产品种类和使用技术的变化而不断变化，但其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗之后，接着进行氧化及沉积处理，最后进行微影、蚀刻及离子植入等反复步骤，最终完成晶圆上电路的加工与制作。
晶圆测试晶圆经过划片工艺后，表面上会形成一道一道小格，每个小格就是一个晶片或晶粒（Die），即一个独立的集成电路。
在一般情况下，一个晶圆上制作的晶片具有相同的规格，但是也有可能在同一个晶圆上制作规格等级不同的晶片。
晶圆测试要完成两个工作：一是对每一个晶片进行验收测试，通过针测仪器（Probe）检测每个晶片是否合格，不合格的晶片会被标上记号，以便在切割晶圆的时候将不合格晶片筛选出来；二是对每个晶片进行电气特性（如功率等）检测和分组，并作相应的区分标记。
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半导体封装及测试技术
半导体封装及测试技术是指将芯片进行外包装，并进行测试以确保其性能符合设计要求的过程。
半导体封装技术主要包括封装结构设计、封装材料选择和封装工艺等方面，而半导体测试技术主要包括封装后测试和片上测试两个环节。
本文将详细介绍半导体封装及测试技术的相关内容。
首先，半导体封装技术是将芯片进行封装，增加其机械强度、保护芯片以及方便与外部连接等功能的过程。
封装结构的设计既要满足电性能要求，又要考虑成本、尺寸和工艺等因素。
封装材料的选择要考虑材料的导热性能、电绝缘性能、耐候性、耐高温性能等。
常用的封装材料有塑料、陶瓷和金属等。
封装工艺主要包括芯片倒装、焊接、封胶等工艺步骤。
其次，半导体测试技术主要包括封装后测试和片上测试两个环节。
封装后测试是指封装完成后对芯片进行功能测试和可靠性测试，以保证芯片性能符合设计要求，并且能够在不同的工作条件下稳定可靠地工作。
封装后测试主要包括电气性能测试、功能性能测试和可靠性测试等。
电气性能测试主要是测试芯片的电气参数，如工作电流、工作电压、功耗等。
功能性能测试主要是测试芯片的功能是否正常，如逻辑电路的正确性、模拟电路的灵敏度和精度等。
可靠性测试主要是测试芯片在不同的工作条件下的可靠性，如温度变化、湿度变化以及机械振动等。
片上测试是指在芯片封装之前对芯片进行测试，以确保芯片的质量和性能。
片上测试主要通过测试芯片的电气参数来判断芯片的好坏，如芯片的工作电流、工作电压、功耗等。
片上测试技术主要包括设计和制造测试机、测试方法和测试流程等方面。
设计和制造测试机是指根据芯片的特点和测试要求，设计和制造测试机来对芯片进行测试。
测试方法是指采用不
同的测试手段和测试设备来进行测试。
测试流程是指按照一定的顺序和步骤来进行测试，以提高测试效率和准确性。
半导体封装及测试技术在半导体产业中起着重要作用。
通过封装可以提高芯片的稳定性和可靠性，保护芯片不受外界环境的干扰，从而提高整个产品的可靠性和性能。
通过测试可以对芯片进行筛选和评估，提高产品质量，节约生产成本。
因此，半导体封装及测试技术对于提高半导体产品的质量和性能具有重要意义。
综上所述，半导体封装及测试技术是半导体产业中非常重要的环节。
封装技术主要包括封装结构设计、封装材料选择和封装工艺等方面，而测试技术主要包括封装后测试和片上测试两个环节。
通过封装和测试可以提高芯片的可靠性和性能，提高产品质量，从而推动半导体产业的发展。