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半导体基础之封装测试

2023-12-06
来源:半导体芯片电子通信
关键词: 半导体器件 半导体

半导体封装测试

半导体封装(Semiconductor package),是一种用于容纳、包覆一个或多个半导体元件或积体电路的载体/外壳,外壳的材料可以是金属、塑料、玻璃、或者是陶瓷。当半导体元器件核心或积体电路等从晶圆上刻蚀出来并切割成为独立的晶粒以后,在积体电路封装阶段,将一个或数个晶粒与半导体封装组装或灌封为一体。半导体封装为晶粒提供一定的冲击/划伤保护,为晶粒提供与外部电路连接的引脚或触点,在晶粒工作时帮助将晶粒工作产生的热量带走。

如今半导体元器件以及积体电路的封装种类繁多,其中有不少为半导体之业界标准,而另一些则是元器件或积体电路制造商的特殊规格。

测试(Semiconductor Test):利用专业设备,对产品进行功能和性能测试,测试过程分为 “中测”和“终测”2个主要过程。

【封装的作用】

一种半导体封装最少有两个引脚或触点,用以和电路中的某两端连接,这样的元器件例子有二极体,如果封装的晶粒是微处理器类别的积体电路,则用于此晶片的封装需要提供上百甚至上千个触点或引脚。一些非常小型的半导体封装,一般用触点或细引线与外部电路接合。而一些较大型的积体电路以及一些大功率的半导体元器件,特别是需要较多高功率电能消耗的应用场合,则需重视封装的导热及散热能力,以便带走这些晶片在工作时产生的废热。

除了为被封装的半导体晶粒提供连接能力以及导热散热能力以外,半导体封装还必须将晶粒与外界保护起来,比如绝对不允许有湿气渗入的情况。游离颗粒或是封装内部出现腐蚀情况也会使半导体元器件、积体电路的运行效能大打折扣甚至损坏。有的晶粒还要求其半导体封装提供密封、与外界环境无气体液体交换等能力,一般会用玻璃、陶瓷或金属作为封装材料。

【封装的丝印】

制造商通常使用油墨或镭射雕刻技术,将制造商的标志、部件号等资讯印在晶片的封装上,以便于与相同半导体封装的不同晶片辨认,以及区分不相容的、半导体封装相近的装置。

一般标记中会包含4位数字的日期代码,以YYXX的形式表示,YY是年份的两位数字而XX代表该年的两位的周数。

引线。

为了使积体电路的接线点能与封装外壳的引脚连接起来,一般使用打线接合的制程,用细金属线将封装外壳的引脚与半导体晶圆上的导电接线点接合起来。封装外壳上的引脚,一般可能被焊接于印刷电路板(PCB)上,或以金属片的形式出现用来固定于像是散热器等物件上以保护元器件。现代的表面装贴装置免除了几乎所有电路板上过孔的需要,并且在封装外壳上使用更短更细的金属引脚或是焊盘/焊点,使器件在波峰焊中损坏机率更低或得到保护。航太用途的器件上采用的 Flatpack 扁型封装,会使用扁平式的金属引脚,使得器件在使用点焊方式焊接到电路板上时得到保护,尽管这一方法和结构类型在现时是十分少见的了。

【封装标准】

半导体封装标准也有不同国家的以及国际的标准,这些标准有JEDEC、Pro Electron、EIAJ等,而有部分标准则是属于某些制造商的专利。

【封装类型】

芯片的封装通常需要考虑引脚的配置、电学性能、散热和芯片物理尺寸方面的问题。半导体业界内有多种典型的封装形式: 

单列直插封装(SIP)

双列直插封装(DIP)

薄小型封装(TSOP)

塑料方形扁平封装(QFP)和塑料扁平组件封装(PFP)

插针网格阵列(PGA)

锯齿形直插封装(ZIP)

球栅阵列封装(BGA)

平面网格阵列封装(LGA)

塑料电极芯片载体(PLCC)

表面装贴元器件(SMD)

无引脚芯片载体(LCC)

多晶片模组(MCM)

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全球十大封装测试厂商】

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