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本文次要介绍芯片后道封测流程。
3 芯片封装
芯片封装的流程也很简单,通常也须要经验几十甚至上百道工序,这里我次要给大家介绍下其中的一些关键环节。
封装的第一道外围工序是晶圆切割,切割之前通常会按要求对晶圆背部进行打磨(backgrind),使其达到封装须要的厚度。
而后再把晶圆依照 die 的大小进行切割,切割过程中会用纯水一边荡涤一边降温,切割实现后晶圆上的每一颗 die 就会独立进去。
最初再依据 CP 测试输入的 Inkless Map 把晶圆上 CP 测试 pass 的 die 取出来去做封装。
对于不同的封装模式,接下来的流程都不尽相同。这里咱们以 FCBGA 和 QFP 为例,给大家做简略叙述。
对于 FCBGA 封装,接下来咱们会把基板、die 和金属散热片重叠在一起,就造成了通常咱们看到的 FCBGA 芯片的样子。基板相当于一个底座,为 die 提供电气与机械界面。金属散热片次要负责 die 的散热,同时也和基板一起对外部的 die 起爱护作用。
对于传统的 QFP 封装,接下来咱们会把 die 放到引脚框架 (leadframe) 里边,leadframe 通常是矩形构造,能够同时搁置多个 die。
而后再对每一个 die 进行打线(wire bonding),将 die 外部的 pad 引出到 leadframe 的引脚上,使外部的 die 到内部的引脚建设电气连贯。接下来再给 leadframe 中每一个放 die 的地位灌入塑封资料,使 die 密封在外部。
最初再把 leadframe 依照每一个 die 地位切开,并把引脚压弯,这样 QFP 封装的芯片就成型了。
芯片封装是沟通芯片外部世界与内部电路的桥梁,同时还能够起到安放、固定、密封、爱护芯片和加强电热性能的作用,是半导体制造业的核心技术。芯片封装就好比给芯片穿上外套,不同模式的封装代表不同款式的外套,应用环境各不相同,价格也各不相同。
而且随着摩尔定律逐步靠近极限,将来半导体集成度进步的方向很可能会往封装方面倒退,2.5D/3D 封装技术也是目前半导体行业最前沿最热门的钻研畛域之一。
理解芯片封装流程对于从事芯片封装相干的岗位来说是很有必要的,尤其是封测厂技术人员,或者芯片研发团队的封装相干岗位如产品工程师、封装设计工程师、封装 NPI 工程师等,都属于必备技能。
4 FT 测试
FT 是 Final Test 的缩写,通常是芯片出货前的最初一道测试。FT 测试属于芯片级测试,是通过测试板 (Loadboard) 和测试插座 (Socket) 使自动化测试设施 (ATE) 到封装后的芯片之间建设电气连贯。FT 测试的目标是筛选出满足设计规格的产品卖给客户。
FT 测试须要的硬件设施包含测试板、测试插座、ATE 测试机台、Handler 以及 Change Kit。其中 Handler 也称为自动化分类机,是用来实现 FT 测试自动化的设施,Change Kit 属于 Handler 的配套治具。
测试工程师须要基于 ATE 测试平台开发 FT 测试程序,内容通常包含电气连接性测试、功能测试和参数测试等。程序会依据测试后果 Pass 或者 Fail 进行物理分 Bin,也就是说把 pass 和 fail 芯片物理上分到不同的容器中。
这里咱们也会把不同类型的 Fail 芯片分到不同的物理容器中,不便对特定类型的 fail 芯片进行剖析或者重测。
FT 测试后果也是以良率的模式进行统计,FT 良率就是指 pass 芯片占测试芯片总数的百分比。FT 测试是保障芯片品质的最初一道关卡,也是芯片测试阶段最重要的环节。
现实的 FT 测试程序是 100% 覆盖率,也就是说所有的测试项目全副放在 FT 测试阶段。然而这样做的老本是十分高的。
首先,FT 测试 Fail 损失的是封装后的芯片,蕴含了封装的老本。其次,较高的测试覆盖率须要更多的 ATE 测试资源,也就意味着 FT 测试并行度会升高,这样会减少测试老本。两个 site 并行测试比一个 site 独自测试必定要划算。所以,须要将 FT 测试与 CP 测试综合思考能力找到绝对优化的测试计划。
例如,有一些对封装不敏感的测试项,咱们就放在 CP 测,FT 意外;有一些跟封装关系特地亲密的测试项,咱们就能够放在 FT 测,CP 意外。总之,芯片测试 (CP 和 FT) 是一个整体,须要综合考量,找到较好的测试计划。
5 SLT 测试
SLT 是 System Level Test 的缩写,SLT 测试属于板级或零碎级测试,也是通过测试板和测试插座使测试主机到封装后的芯片之间建设电气连贯。SLT 测试的目标是进步产品板生产良率,缩小产品板生产成本。
通常,半导体公司如果间接发售芯片个别不须要做 SLT 测试,FT 测试实现后就能够间接出货给客户。然而有很多半导体企业都是发售搭载芯片的产品板给客户,或者像 Intel 处理器这样性能绝对固定的芯片,须要在 FT 测试之后再加一道 SLT 测试。
SLT 测试须要的硬件设施包含测试板、测试插座、Handler、Change Kit 以及测试主机与连接线等。
SLT 测试属于定制化测试,软件局部灵便度比拟高,不须要基于自动化测试平台开发,齐全由测试工程师自主开发。
SLT 测试内容通常包含芯片功能测试、高速接口测试以及 DDR 内存相干的测试等。与 FT 测试雷同,程序会依据测试后果 Pass 或者 Fail 对芯片进行物理分 Bin。
SLT 测试后果也是以良率的模式进行统计,SLT 良率就是指 pass 芯片占测试芯片总数的百分比。
从目前半导体倒退的趋势看,在 5G、物联网和人工智能的大力发展与推动下,专用型芯片曾经逐步成为将来的支流模式。相应的,SLT 测试在芯片测试畛域的受器重水平也越来越高。在不久的未来,SLT 测试很可能将会成为芯片测试中最重要的环节。
理解 FT 测试和 SLT 测试对于从事半导体封装测试相干的岗位比拟重要,尤其是封测厂如日月光、安靠、长电等测试相干的技术人员,或者芯片研发团队的量产相干岗位如产品工程师、测试工程师等,都属于必备的基础知识。
花了这么多工夫,终于把芯片生产测试流程给大家讲清楚了。心愿我讲的内容能让大家对芯片的生产测试流程有一些理解,晓得芯片是怎么来的。如果你正在或者未来从事半导体行业,心愿这些内容可能帮忙到你。
全文完。
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