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半導體設備有哪些?如何分類?(后道工藝設備——封裝測試篇)
來源:與非網 | 作者:chnchip | 發布時間: 2021-03-31 | 678 次瀏覽 | 分享到:

半導體設備泛指用于生產各類半導體產品所需的生產設備,屬于半導體行業產業鏈的關鍵支撐環節。半導體設備是半導體產業的技術先導者,芯片設計、晶圓制造和封裝測試等需在設備技術允許的范圍內設計和制造,設備的技術進步又反過來推動半導體產業的發展。

 

一般來說,半導體封裝及測試是半導體制造流程中極其重要的收尾工作。半導體封裝是利用薄膜細微加工等技術將芯片在基板上布局、固定及連接,并用可塑性絕緣介質灌封后形成電子產品的過程,目的是保護芯片免受損傷,保證芯片的散熱性能,以及實現電能和電信號的傳輸,確保系統正常工作;而半導體測試主要是對芯片外觀、性能等進行檢測,目的是確保產品質量。具體來看主要的半導體封裝測試設備具體包括:

 

減薄機

由于制造工藝的要求,對晶片的尺寸精度、幾何精度、表面潔凈度以及表面微晶格結構提出很高要求。因此在幾百道工藝流程中只能采用一定厚度的晶片在工藝過程中傳遞、流片。通常在集成電路封裝前,需要對晶片背面多余的基體材料去除一定的厚度。這一工藝過程稱之為晶片背面減薄工藝,對應裝備就是晶片減薄機。減薄機是通過減薄/研磨的方式對晶片襯底進行減薄,改善芯片散熱效果,減薄到一定厚度有利于后期封裝工藝。

 

劃片機

劃片機包括砂輪劃片機和激光劃片機兩類。其中,砂輪劃片機是綜合了水氣電、空氣靜壓高速主軸、精密機械傳動、傳感器及自動化控制等技術的精密數控設備。主要用于硅集成電路,發光二極管,鈮酸鋰,壓電陶瓷,砷化鎵,藍寶石,氧化鋁,氧化鐵,石英,玻璃,陶瓷,太陽能電池片等材料的劃切加工。國內也將砂輪劃片機稱為精密砂輪切割機。

 

激光劃片機是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射區域局部熔化、氣化、從而達到劃片的目的。因激光是經專用光學系統聚焦后成為一個非常小的光點,能量密度高,因其加工是非接觸式的,對工件本身無機械沖壓力,工件不易變形。熱影響極小,劃精度高,廣泛應用于太陽能電池板、薄金屬片的切割和劃片。

 

測試機

測試機是檢測芯片功能和性能的專用設備。測試時,測試機對待測芯片施加輸入信號,得到輸出信號與預期值進行比較,判斷芯片的電性性能和產品功能的有效性。在 CP、FT 檢測環節內,測試機會分別將結果傳輸給探針臺和分選機。當探針臺接收到測試結果后,會進行噴墨操作以標記出晶圓上有缺損的芯片;而當分選器接收到來自測試機的結果后,則會對芯片進行取舍和分類。

 

分選機

分選設備應用于芯片封裝之后的 FT 測試環節,它是提供芯片篩選、分類功能的后道測試設備。分選機負責將輸入的芯片按照系統設計的取放方式運輸到測試模塊完成電路壓測,在此步驟內分選機依據測試結果對電路進行取舍和分類。分選機按照系統結構可以分為三大類別,即重力式(Gravity)分選機、轉塔式(Turret)分選機、平移拾取和放置式(PickandPlace)分選機。

 

探針機

探針臺用于晶圓加工之后、封裝工藝之前的 CP 測試環節,負責晶圓的輸送與定位,使晶圓上的晶粒依次與探針接觸并逐個測試。探針臺的工作流程為:通過載片臺將晶圓移動到晶圓相機下——通過晶圓相機拍攝晶圓圖像,確定晶圓位置——將探針相機移動到探針卡下,確定探針頭位置——將晶圓移動到探針卡下——通過載片臺垂直方向運動實現對針。





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