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利多星智投:从裸片到成品半导体封装测试的全过程解析

时间:2026-02-01 04:23:28
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  芯片给人感觉像是科技的结晶,然而好多人并不清楚,有着脆弱特性从硅片上切下的裸片,得经历最后的两道极为严酷难忍的考验,才能够切实装进我们用于工作的手机与电脑里面 。今天就跟随利

  封装乃是使得芯片被赋予类似穿上外衣那般状态的进程,芯片在晶圆之上被制造而成之际,呈现出的是一片片全然着的硅晶体模样,其极为脆弱,没有办法直接去焊接在电路板之上,封装最先给芯片予提供了一个具备坚固特性的物理外壳,用以保护芯片使其不遭受划伤、湿气、灰尘以及外部冲击所带来的损害。

  同时,封装还得去解决电气连接方面的问题。芯片里内部电路微小的“焊盘”,得经由引线或者凸块连接到封装外壳的引脚上,而这些引脚还要再跟外部电路板相连接。要是没有封装,芯片就不能够与外部世界“对话”,哪怕是再精妙的设计也没办法发挥出作用。

  不可否认,随着电子设备各式各样的需求,封装技术持续发展,并非固定不变。早期的封装,像双列直插式封装,其体积巨大,芯片安置在外壳,是塑料的或者陶瓷的,两侧生长出的金属引脚很长,去适配早期穿孔电路板的焊接要求。

  电子产品朝着小型化迈进之时,表面贴装技术成了主流。此封装情形下引脚在底部或四周分布、能将其直接贴于电路板表面,极大程度减少了组装后的整体体积。自那之后,芯片级封装等相关多项技能相继而出,其封装大小几乎跟芯片自身所具尺寸一样大,满足了手机这类便利设备对于空间近乎严苛的需求。

  现今常见的封装形式丰富多样,种类繁多。针对那些有着大量输入输出引脚需求的芯片,以中央处理器来说,则经常运用球栅阵列封装,这种封装形式的底部布满了微小的锡球,这些锡球作为连接点,能够在有限的面积范围之内达成高密度的互连 。

  在空间受限的应用里,像可穿戴设备这种情况,系统级封装更为常见一些 把处理器 内存 电源管理等多个不同功能的裸芯片 借助先进互连技术集成在一个封装体内 形成一个功能完整的微系统 显著节省了主板空间 。

  芯片出厂前的最终筛选是测试,哪怕是在最先进的晶圆厂,制造过程里也难以避免会引入微小缺陷,测试的目的是剔除那些有问题的芯片,保证交付到客户手中的每一颗芯片都能够可靠工作,测试一般会分为三个紧密衔接的阶段。

  在芯片被切割封装之前,首先会进行晶圆测试,此时测试机会使用极细的探针卡去接触晶圆上每一个裸片的测试点,进而开展基本的电性能测试,如此便能尽早察觉制造期间存在的缺陷,防止把废品送去进行昂贵的封装流程,最终达到节约大量成本的目的。

  其次呢,是成品测试。芯片完成封装之后呀,它会被放置到自动测试设备当中,在模拟出来的真实工作条件之下,进行全面的检测。那个测试程序呢,会去验证芯片的所有功能是不是正常的,测量它的运行速度、功耗、信号完整性等这些关键参数,是不是符合设计规格 。

  为保证芯片在复杂状况下的可靠性,会开展一系列极为严苛的环境应力测试,像把芯片放置在高温烤箱里长时间烤制,或者进行成百上千回的快速冷热循环,借此模拟极端温度变动引发的效应,进而评估其长时间工作的稳定性 。

  就半导体产业链来讲,封装测试环节的国产化基础相对而言是比较好的。中国存在着多家企业,这些企业在传统封装领域拥有全球竞争力,其市场份额处于前列位置。这给整个产业链的自主可控提供了关键的支撑点。

  往后,伴随摩尔定律趋向迟缓,依凭封装技术去提升系统性能就变得越发关键了。三维堆叠呀、硅中介层这类先进封装技术,能够把不同工艺、不同功能的芯片如同搭建积木那般组合到一块儿,进而成为突破性能瓶颈、持续推动计算进步的关键途径。

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