半导体工艺

半导体封测的意义

时间:2025-09-15 09:53 作者:小编 分享到:

    半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。半导体封测是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。
    封装过程为:
    来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后,被切割为小的晶片,然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板(引线框架)架的小岛上,再利用超细的金属(金、锡、铜、铝)导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘连接到基板的相应引脚,并构成所要求的电路;然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护。
    塑封之后,还要进行一系列操作,如后固化、切筋和成型、电镀以及打印等工艺。封装完成后进行成品测试,通常经过入检、测试、和包装、等工序,最后入库出货。
    典型的封装工艺流程为:划片 装片 键合 塑封 去飞边 电镀 打印 切筋和成型 外观检查 成品测试 包装出货。半导体封装产业背景芯片的生产流程主要分为三部分,设计-制造-封测。

封测在半导体行业中的位置

    集成电路是电子信息产业的基石,而IC设计作为集成电路产业链上游,是最具发展活力和创新的重要环节,具有高投入、高风险、高产出的特点。
    近年来中国芯片设计产业在提升自给率、政策支持、规格升级与创新应用等要素的驱动下,保持了高速成长的趋势。根据SEMI数据,我国芯片设计行业保持了较快的增长态势,2020年我国芯片设计行业销售额首次突破500亿美元,全行业设计企业数量为2218家,同比增长24.6%。
    根据芯片的制造流程,分为主产业链和支撑产业链。主产业链分为设计、制造和封测。其中,芯片设计是关键,芯片制造最难突破,芯片封测国内已经发展到全球先进水平。支撑产业链包括IP、EDA、材料和设备。

芯片设计 - 芯片制造主产业链关键环节

    芯片设计在集成电路产业链的上游顶端,行业公司具有较大的价值量,行业整体呈现出“小而美”的特征,是半导体产业链中赚钱的环节。整体毛利率都在30%以上,都属于轻资产模式,固定资产周转率及ROE水平处于相对较高位置。其包含电路设计、版图设计和光罩制作。设计方面的主要环节是电路设计,需要考虑多方面因素以及涉及多元知识结构。版图设计和光罩制作可以借助计算机程序。芯片设计主要由于芯片核心的底层架构(知识产权和技术壁垒)被掌握在少数厂商手中,专利费可能达到设计成本的50%以上。
芯片设计流程
    芯片设计流程主要可分为前端设计(Front end)与后端设计(Backend),其中前端设计(也称为逻辑设计)主要涉及芯片的功能设计,后端设计(也称为物理设计)主要涉及工艺有关的设计,使其成为具备制造意义的芯片。
半导体封测行业概述
    半导体的生产过程可分为晶圆制造工序(Wafer Fabrication)、封装工序(Packaging)、测 试工序(Test)等几个步骤。其中晶圆制造工序为前道(Front End)工序,而封装工序、测试 工序为后道(Back End)工序。封装是指将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封,使电路与 外部器件实现连接,并为半导体产品提供机械保护,使其免受物理、化学等环境因素损失的工艺。测试是指利用专业设备,对产品进行功能和性能测试,测试主要分为中测和终测两种。
为什么要封测?
    封装是对制造完成的晶圆进行划片、贴片、键合、电镀等一系列工艺,以保护晶圆上的芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤,增强芯片的散热性能,以及将芯片的I/O端口引出的半导体产业环节。封装本质上是集成电路产业链中赚钱最难的行业,需要通过不断加大投资来赚取每一块钱上的边际增量,技术门槛低,规模效应使得龙头增速快于小企业。当前封装仍然是一个处于不断增长中的增量市场,先进封装是增量主要来源。在后摩尔定律时代,芯片制程的特征尺寸逐渐接近物理极限,以SiP、3D堆叠等为代表的先进封装技术成为延续摩尔定律的途径之一,由此带动封装在电子系统内的功能定位逐步升级。测试是保障成品质量稳定、控制系统损失的关键工艺。
    测试主要是对芯片、电路等半导体产品的功能和性能进行验证的步骤,其目的在于将有结构缺陷以及功能、性能不符合要求的半导体产品筛选出来,以确保交付产品的正常应用。集成电路封装技术的演进主要为了符合终端系统产品的需求,为配合系统产品多任务、小体积的发展趋势,集成电路封装技术的演进方向即为高密度、高脚位、薄型化、小型化。
    封测的意义重大,获得一颗IC芯片要经过从设计到制造漫长的流程,然而一颗芯片相当小且薄,如果不在外施加保护,会被轻易的刮伤损坏。此外,因为芯片的尺寸微小,如果不用一个较大尺寸的外壳,将不易以人工安置在电路板上。而这个时候封测技术就派上用场了。
    封测有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封测外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封测对集成电路起着重要的作用。


                                                                                                             文章归原作者所有,转载仅为分享和学习使用,不做任何商业用途!内容如有侵权,请联系本部删除!

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