封 測 廠 是 什麼

封裝測試在半導體製程上，主要可分成IC設計、晶圓製程（Wafer Fabrication，簡稱Wafer Fab）、晶圓測試（Wafer Probe），及晶圓封裝（Packaging）。

  晶圓測試是對晶片上的每個晶粒進行針測，在檢測頭裝上以金線製成細如毛髮之探針（probe），與晶粒上的接點（pad）接觸，測試其電氣特性，不合格的晶粒會被標上記號，而後當晶片依晶粒為單位切割成獨立的晶粒時，標有記號的不合格晶粒會被洮汰，不再進行下一個製程，以免徒增製造成本。

  晶圓封裝，是整個半導體製程中的最後一道手續，它主要是將切割出來的單顆IC包入封裝材質之中。

由于中美贸易战的原因，导致产业链发生变化，最大的变化来自于华为，由于进口芯片受到限制，导致海思芯片出货量大大提升，海思芯片的封测订单转移到国内；其次为华为供应芯片的厂商也在寻求国内封测厂商来降低运输成本和沟通测试成本。国内半导体封测产业在规模和技术上都有能力满足客户需求。

说起芯片，大家都知道这是一个非常高科技且专业的领域，并且整个生产流程特别的复杂。市场上的商品从无到有一般要经历三个阶段，设计、制造和封装。芯片产业也不例外，芯片的生产流程分有三大组成部分，分别是设计、制造和封测。很多企业只参与芯片制造其中的某一个环节。比如像华为、高通、苹果、联发科、只设计芯片；像台积电、中芯国际、华虹半导体则只制造芯片，而像日月光、长电科技等则只封测芯片。中国封测占全球份额的占比也将从2018年的22%跃升至2025年的32%。芯片的设计和制造饱受人们关注，今天给大家介绍一下芯片生产的最后一个流程-芯片封测。

封装测试是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封，使芯片电路与外部器件实现电气连接，并为芯片提供机械物理保护，并利用集成电路设计企业提供的测试工具，对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。

为什么要封测呢？

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。

下面分别讲解封测的作用。

1、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、恒定的湿度、严格的空气尘埃颗粒度控制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°C、高温可能会有60°C、湿度可能达到100%，如果是汽车产品，其工作温度可能高达120^C以上。同时还会有各种外界的杂质、静电等等问题会侵扰脆弱的芯片。所以需要封测来更好的保护芯片，为芯片创造一个好的工作环境。

2、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，二是封测完成以后，形成一定的外形以支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。

3、连接

连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连通。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。

4、散热

增强散热，是考虑到所有半导体产品在工作的时候都会产生热量，而当热量达到一定限度的时候便会影响芯片的正常工作。事实上，封装体的各种材料本身就可以带走一部分热量，当然，对于大多数发热量大的芯片，除了通过封测材料进行降温外，还需要考虑在芯片上额外安装一个金属散热片或风扇以达到更好的散热效果。

5、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。

封测的类型和流程

目前总共有上千种独立的封测类型并且没有统一的系统来识别它们。有些以它们的设计命名（DIP，扁平型，等等），有些以其结构技术命名（塑封，CERDIP，等等），有的按照体积命名，其他的以其应用命名。

芯片的封测技术已经历经好几代的变迁，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封测面积之比越来越接近，使用频率越来越高，耐温性能越来越好，以及引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得见的变化。本文在此不做过多叙述，感兴趣的可以自行寻找并学习封装类型。

下面讲解一下封测的主要流程：

封装工艺流程 一般可以分为两个部分，用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作，在成型之后的工艺步骤成为后段操作。基本工艺流程包括：硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、成型技术、去飞边毛刺、切筋成型、上焊锡打码等工序，下面就具体到每一个步骤：

一、前段：

背面减薄（back grinding）：刚出场的圆镜（wafer）进行背面减薄，达到封装需要的厚度。在背面磨片时，要在正面粘贴胶带来保护电路区域。研磨之后，去除胶带。

圆镜切割（wafer Saw）：将圆镜粘贴在蓝膜上，再将圆镜切割成一个个独立的Dice，再对Dice进行清洗。

光检查：检查是否出现废品

芯片粘接（Die Attach）：芯片粘接，银浆固化（防止氧化），引线焊接。

二、后段：

注塑：防止外部冲击，用EMC（塑封料）把产品封测起来，同时加热硬化。

激光打字：在产品上刻上相应的内容。例如：生产日期、批次等等。

高温固化：保护IC内部结构，消除内部应力。

去溢料：修剪边角。

电镀：提高导电性能，增强可焊接性。

切片成型检查废品。

这就是一个完整芯片封测的过程。芯片封测技术我国已经走在世界前列，这为我们大力发展芯片提供了良好的基础。未来几年，芯片行业的整体增速将维持在30%以上。这是一个非常可观的增速，意味着行业规模不到3年就将翻一番。如此高速的增长，芯片行业3大细分领域——设计、制造、封装与测试（简称“封测”）均将受益。相信在国人的努力下，我们的设计和制造水平也会有一天能够走向世界，引领时代。

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​半導體製程(三)

IC封裝與測試

說說裸晶們怎麼穿衣服

正所謂「人要衣裝，佛要金裝，IC要封裝」，沒有封裝的IC就像一枚誤入凡間的仙境雪花，塵世的一切紛擾都可能破壞它的靈性。此篇本蔥就來說說IC的封裝與測試。

IC全名是integrated circuit，中文叫積體電路，雖然只有指甲大小，卻容納了多如繁星的電路。

為什麼要封裝？

製程

下面本蔥會介紹幾個關鍵的製程，這不包含所有的製程，也不是唯一一種封裝方式，但可以讓各位看官大致看清封裝測試的全貌。

開始之前

封測廠從台積電、聯電、閃存六霸等IC製造商拿到刻好電路的晶圓(wafer)。一片晶圓上有很多方型的裸晶(die)，他們都還沒經過封裝，相當於全身裸露，所以叫裸晶。因為這些裸體的小傢伙們全都害羞地想死，所以英文叫做die(←本蔥開玩笑的)。

​這是一片飽滿肥潤的晶圓，很漂亮吧。​

晶圓針測(Chip Probing)

用探針檢查各個裸晶(die)的電氣特性，如果品質不夠好，就會被標上記號。

探針卡             

晶圓        

​探針卡(probe card)是用來做晶圓針測的設備，中央有許多探針，整體看起來就像一架外星人飛碟。可憐的裸晶們還沒好穿衣服就被「飛碟」動手動腳的。

晶圓切割(Die Saw)

整片晶圓會被黏在一片圓型的膠帶上，然後被切割成無數顆裸晶。由於被切割後每顆裸晶還是黏在膠帶上，所以裸晶們還是排列得整整齊齊的。

​躺在藍色膠帶上的裸晶們正享受著痛快的頂級轉輪切刀SPA。

頂面

黏晶(Die Bonding)

在晶圓針測製程中沒有被標上記號的裸晶會被一個接一個抓出來，然後黏在載板(substrate)上。載板其實構造跟PCB一樣，不過比一般PCB還精緻小巧許多。

打線接合(Wire Bonding)

裸晶上有很多電路接點，每個接點上會有塊金屬材質的焊墊(bonding pad)。此製程會用金屬細絲連接裸晶上的焊墊與載板上的bond fingers，如此便接通了裸晶與載板中的電路。

​接合線的材料為金或銀或銅。金的延展性、導電性、抗氧化性都很好，可是很貴。

除了打線技術，封裝也可以用覆晶技術(Flip Chip)。此技術能夠連接更多接點，所以用在較高階的產品。隨著IC越來越精密，覆晶技術會越來越普及。

封膠(Molding)

把裸晶連同它的載板一起放入模具中，再把半融化的塑膠灌入模具中(通常使用的塑膠叫做環氧樹脂)。塑膠冷卻後就會硬化，產生四個主要功能：保護裸晶、散熱、隔絕濕氣、支撐接合線。

至此可說是封裝完畢，裸晶相當於穿上了衣服，總算不用那麼害羞了。

印字(Marking)

用雷射在封裝上打印廠商名稱、料號、批號等資訊。

封裝後檢測(Testing/Inspection)

封裝後的IC可以稱為晶片(chip)，晶片要透過封裝的引腳(pin)做各種功能檢測，這些引腳是載板的電路接點，而載板的電路又已經接通裸晶，所以這些引腳可以看做是裸晶電路的延伸。檢測時，電流訊號會從一些引腳輸入，經過IC處理後從另一些引腳輸出，測試設備就以IC輸出的電流訊號判斷它正不正常。

​此圖以BGA封裝型態為範例，BGA的引腳為錫球(Solder Ball)

底面

出貨囉！這是日月光封裝的晶片。

​結語

為了不同用途，產業發展出非常多種封裝與測試的方式，也一直有新技術出現。唯一不變的是，小裸晶們永遠是本蔥心目中最美麗的仙境雪花。

什麼叫封裝？

日月光 做甚麼？

封裝在做什麼？

ic測試是什麼？