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半導(dǎo)體基礎(chǔ)之封裝測試

2023-12-06
來源:半導(dǎo)體芯片電子通信

半導(dǎo)體封裝測試

半導(dǎo)體封裝(Semiconductor package),是一種用于容納、包覆一個或多個半導(dǎo)體元件或積體電路的載體/外殼,外殼的材料可以是金屬、塑料、玻璃、或者是陶瓷。當(dāng)半導(dǎo)體元器件核心或積體電路等從晶圓上刻蝕出來并切割成為獨(dú)立的晶粒以后,在積體電路封裝階段,將一個或數(shù)個晶粒與半導(dǎo)體封裝組裝或灌封為一體。半導(dǎo)體封裝為晶粒提供一定的沖擊/劃傷保護(hù),為晶粒提供與外部電路連接的引腳或觸點(diǎn),在晶粒工作時幫助將晶粒工作產(chǎn)生的熱量帶走。

如今半導(dǎo)體元器件以及積體電路的封裝種類繁多,其中有不少為半導(dǎo)體之業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),而另一些則是元器件或積體電路制造商的特殊規(guī)格。

測試(Semiconductor Test):利用專業(yè)設(shè)備,對產(chǎn)品進(jìn)行功能和性能測試,測試過程分為 “中測”和“終測”2個主要過程。

【封裝的作用】

一種半導(dǎo)體封裝最少有兩個引腳或觸點(diǎn),用以和電路中的某兩端連接,這樣的元器件例子有二極體,如果封裝的晶粒是微處理器類別的積體電路,則用于此晶片的封裝需要提供上百甚至上千個觸點(diǎn)或引腳。一些非常小型的半導(dǎo)體封裝,一般用觸點(diǎn)或細(xì)引線與外部電路接合。而一些較大型的積體電路以及一些大功率的半導(dǎo)體元器件,特別是需要較多高功率電能消耗的應(yīng)用場合,則需重視封裝的導(dǎo)熱及散熱能力,以便帶走這些晶片在工作時產(chǎn)生的廢熱。

除了為被封裝的半導(dǎo)體晶粒提供連接能力以及導(dǎo)熱散熱能力以外,半導(dǎo)體封裝還必須將晶粒與外界保護(hù)起來,比如絕對不允許有濕氣滲入的情況。游離顆?;蚴欠庋b內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕情況也會使半導(dǎo)體元器件、積體電路的運(yùn)行效能大打折扣甚至損壞。有的晶粒還要求其半導(dǎo)體封裝提供密封、與外界環(huán)境無氣體液體交換等能力,一般會用玻璃、陶瓷或金屬作為封裝材料。

【封裝的絲印】

制造商通常使用油墨或鐳射雕刻技術(shù),將制造商的標(biāo)志、部件號等資訊印在晶片的封裝上,以便于與相同半導(dǎo)體封裝的不同晶片辨認(rèn),以及區(qū)分不相容的、半導(dǎo)體封裝相近的裝置。

一般標(biāo)記中會包含4位數(shù)字的日期代碼,以YYXX的形式表示,YY是年份的兩位數(shù)字而XX代表該年的兩位的周數(shù)。

引線。

為了使積體電路的接線點(diǎn)能與封裝外殼的引腳連接起來,一般使用打線接合的制程,用細(xì)金屬線將封裝外殼的引腳與半導(dǎo)體晶圓上的導(dǎo)電接線點(diǎn)接合起來。封裝外殼上的引腳,一般可能被焊接于印刷電路板(PCB)上,或以金屬片的形式出現(xiàn)用來固定于像是散熱器等物件上以保護(hù)元器件?,F(xiàn)代的表面裝貼裝置免除了幾乎所有電路板上過孔的需要,并且在封裝外殼上使用更短更細(xì)的金屬引腳或是焊盤/焊點(diǎn),使器件在波峰焊中損壞機(jī)率更低或得到保護(hù)。航太用途的器件上采用的 Flatpack 扁型封裝,會使用扁平式的金屬引腳,使得器件在使用點(diǎn)焊方式焊接到電路板上時得到保護(hù),盡管這一方法和結(jié)構(gòu)類型在現(xiàn)時是十分少見的了。

【封裝標(biāo)準(zhǔn)】

半導(dǎo)體封裝標(biāo)準(zhǔn)也有不同國家的以及國際的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)有JEDEC、Pro Electron、EIAJ等,而有部分標(biāo)準(zhǔn)則是屬于某些制造商的專利。

【封裝類型】

芯片的封裝通常需要考慮引腳的配置、電學(xué)性能、散熱和芯片物理尺寸方面的問題。半導(dǎo)體業(yè)界內(nèi)有多種典型的封裝形式: 

單列直插封裝(SIP)

雙列直插封裝(DIP)

薄小型封裝(TSOP)

塑料方形扁平封裝(QFP)和塑料扁平組件封裝(PFP)

插針網(wǎng)格陣列(PGA)

鋸齒形直插封裝(ZIP)

球柵陣列封裝(BGA)

平面網(wǎng)格陣列封裝(LGA)

塑料電極芯片載體(PLCC)

表面裝貼元器件(SMD)

無引腳芯片載體(LCC)

多晶片模組(MCM)

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全球十大封裝測試廠商】

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