芯片封测的主要工艺流程有哪些

作为半导体从业者的我们或许都应该知道：

随着疫情放开后经济回暖，全球半导体产业链向国内转移，封测产业已成为我国半导体的强势产业，市场规模持续向上突破。

在此期间，封测行业景气再度修复，2023年半导体市场将实现复苏，封测环节有望充分受益。

对于芯片而言，从设计到生产的流程特别复杂；具体可分为：设计、制造和封测三大环节，其中封测是集成电路产品制造的后道工序。

可以说：半导体封测是在晶圆设计、制造完成之后，对测试合格的晶圆进行封装检测得到独立芯片的过程。

封测主要包括了封装和测试两个环节，从价值占比上来看，集成电路封装环节价值占比约为80%，测试环节价值占比约为15%。

其中，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，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。

其次，只有经过封测的芯片，才能够在实际应用中发挥其性能，为各种电子设备提供计算、通信和控制功能。

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首先，我们要知道封测的主要工艺流程有哪些：

晶圆减薄（wafer grinding）：刚出厂的晶圆（wafer）需要进行背面减薄，至封装需要的厚度。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，再去除胶带。

晶圆切割（wafer Saw）：将晶圆粘贴在蓝膜上，再将晶圆切割成一个个独立的Dice，再对Dice进行清洗。

光检查：检查是否出现残次品。

芯片贴装（Die Attach）：将芯片粘接在基板上，银浆固化以防止氧化，再引线焊接。

因此，芯片半导体封测测试是确保芯片品质和性能的重要步骤：

功能测试（Functional Test）：对芯片的功能进行测试，验证芯片是否符合设计要求，包括数字、模拟、混合信号电路的测试等。

可靠性测试（Reliability Test）：对芯片的可靠性进行测试，验证芯片在各种工作条件下的可靠性，包括温度循环测试、热老化测试、高温高湿测试等

外观检查（Visual Inspection）：对芯片的外观进行检查，验证芯片的封装是否完好、引脚是否损坏等。

焊点可靠性测试（Solder Joint Reliability Test）：对芯片焊点的可靠性进行测试，验证焊点的可靠性和连接强度。

热分析测试（Thermal Analysis Test）：对芯片的散热性能进行测试，验证芯片的散热效果和散热结构的可靠性。

电气特性测试（Electrical Characterization Test）：对芯片的电气特性进行测试，验证芯片的电气性能，包括电压、电流、功率等。

其核心点在于：

半导体封装测试需要使用专业的设备，如贴片机、焊接机、测试仪器等；这些设备需要具备高精度、高速度和高稳定性的特点，以满足封装工艺的要求。

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讲到这，我们不难发现：随着半导体封测技术的不断发展，芯片引脚数量的增多和密度的增强是一个普遍的趋势。

这是由于现代芯片需要支持更多的功能和更复杂的系统架构，因此需要更多的引脚来实现信号传输、电源供应、地线连接、调试测试等功能。

同时，由于芯片尺寸的缩小和集成度的提高，芯片引脚的间距也越来越小，密度也越来越高。

再者，为了满足高引脚数量和高密度的封装需求，半导体封测技术不断进行创新和发展。

其中，封测技术运用功不可没：

其一，新型封装技术能够实现更高密度的引脚布局，如球栅阵列（BGA）、无引脚封装（WLP）、芯片尺寸缩小等，可以有效提高芯片的集成度和性能。

其二，高精度焊接技术能够实现更高密度的焊点布局，如微观焊点、超细焊点等，可以提高芯片的可靠性和性能。

其三，高密度线路板技术能够实现更高密度的引脚布局和更复杂的电路结构，如多层线路板、高阶互连等，可以满足更高性能和更复杂的系统需求。

图片为：封测技术发展路径

与此同时，在后摩尔时代，Chiplet 设计方案与先进封装技术互为依托，因此成为封测行业未来主要增量。

随着半导体产业链正向中国大陆迁移，亚太地区封测新产能不断扩张。

封测已成为我国半导体领域的强势产业，长电与通富强势布局 Chiplet 先进封装高端赛道，目前均可实现量产。

需要注意的是，20世纪70年代半导体产业在美国形成规模，美国一直保持着全球半导体产业第一的地位，而后重心向日本迁移；20世纪90年代到21世纪初，半导体产业重心向中国台湾和韩国迁移。

目前全球正经历半导体产业链重心转移至中国大陆的第三次迁移，将为我国集成电路实现国产替代提供良好机遇。

尤其，应对封测市场波动期，Chiplet或将成关键：

由于封测处于半导体产业链的后端，在市场波动期中也会有滞后性。

因此，业内普遍认为，2023年或许才是封测产业正式迎来波动期的一年。

据IC Insight数据显示，2023年全球封测市场将下降到6040亿美元，同比2022年下降约5%。

图片来自：IC Insight

但，当下可知的事：先进封装技术亦成为国内芯片厂商突破先进制程升级受阻逆境的重要途径。国内领先封测企业长电科技与通富微电积极布局Chiplet 先进封装平台研发，目前均可实现量产。

写在文章最后：

放眼未来，半导体技术不断发展，芯片封测领域正面临着诸多挑战和机遇。

新型封装技术如3D封装、多芯片封装等不断涌现，为提高产品性能和降低成本提供了新的可能；当然，测试技术的进步也在助力提高芯片的可靠性和性能。

其次，封测产业的智能化、自动化、绿色化等趋势也将推动半导体封测进入新的发展阶段；

编辑：黄飞