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半导体封装测试的主要设备有哪些

发布时间:2021-02-02 17:47人气:

半导体设备泛指用于生产各类半导体产品所需的生产设备,属于半导体行业产业链的关键支撑环节。半导体设备是半导体产业的技术先导者,芯片设计、晶圆制造和封装测试等需在设备技术允许的范围内设计和制造,设备的技术进步又反过来推动半导体产业的发展。

一般来说,半导体封装及测试是半导体制造流程中极其重要的收尾工作。半导体封装是利用薄膜细微加工等技术将芯片在基板上布局、固定及连接,并用可塑性绝缘介质灌封后形成电子产品的过程,目的是保护芯片免受损伤,保证芯片的散热性能,以及实现电能和电信号的传输,确保系统正常工作;而半导体测试主要是对芯片外观、性能等进行检测,目的是确保产品质量。具体来看主要的半导体封装测试设备具体包括:
减薄机

由于制造工艺的要求,对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁净度以及表面微晶格结构提出很高要求。因此在几百道工艺流程中只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中传递、流片。通常在集成电路封装前,需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度。这一工艺过程称之为晶片背面减薄工艺,对应装备就是晶片减薄机。减薄机是通过减薄/研磨的方式对晶片衬底进行减薄,改善芯片散热效果,减薄到一定厚度有利于后期封装工艺。

划片机

划片机包括砂轮划片机和激光划片机两类。其中,砂轮划片机是综合了水气电、空气静压高速主轴、精密机械传动、传感器及自动化控制等技术的精密数控设备。主要用于硅集成电路,发光二极管,铌酸锂,压电陶瓷,砷化镓,蓝宝石,氧化铝,氧化铁,石英,玻璃,陶瓷,太阳能电池片等材料的划切加工。国内也将砂轮划片机称为精密砂轮切割机。

激光划片机是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射区域局部熔化、气化、从而达到划片的目的。因激光是经专用光学系统聚焦后成为一个非常小的光点,能量密度高,因其加工是非接触式的,对工件本身无机械冲压力,工件不易变形。热影响极小,划精度高,广泛应用于太阳能电池板、薄金属片的切割和划片。

测试机

测试机是检测芯片功能和性能的专用设备。测试时,测试机对待测芯片施加输入信号,得到输出信号与预期值进行比较,判断芯片的电性性能和产品功能的有效性。在CP、FT检测环节内,测试机会分别将结果传输给探针台和分选机。当探针台接收到测试结果后,会进行喷墨操作以标记出晶圆上有缺损的芯片;而当分选器接收到来自测试机的结果后,则会对芯片进行取舍和分类。

分选机

分选设备应用于芯片封装之后的FT测试环节,它是提供芯片筛选、分类功能的后道测试设备。分选机负责将输入的芯片按照系统设计的取放方式运输到测试模块完成电路压测,在此步骤内分选机依据测试结果对电路进行取舍和分类。分选机按照系统结构可以分为三大类别,即重力式(Gravity)分选机、转塔式(Turret)分选机、平移拾取和放置式(PickandPlace)分选机。

探针机

探针台用于晶圆加工之后、封装工艺之前的CP测试环节,负责晶圆的输送与定位,使晶圆上的晶粒依次与探针接触并逐个测试。探针台的工作流程为:通过载片台将晶圆移动到晶圆相机下——通过晶圆相机拍摄晶圆图像,确定晶圆位置——将探针相机移动到探针卡下,确定探针头位置——将晶圆移动到探针卡下——通过载片台垂直方向运动实现对针。

 

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