【半导体封装测试】集成电路芯片封装第十五讲
集成电路芯片封装第十五讲
可靠性测试项目
不同企业间的的可靠性测试类型不完全相同， 不同企业间的的可靠性测试类型不完全相同，但所包 含的测试项目基本一致。 含的测试项目基本一致。
可靠性测试项目
各测试项目均有一定的针对性和具体操作方法， 各测试项目均有一定的针对性和具体操作方法，测试 有一定的顺序。各试验均采用随机抽样进行测试， 有一定的顺序。各试验均采用随机抽样进行测试，不同的 随机抽样进行测试 企业采用的标准不尽相同：不同水准的标准。 企业采用的标准不尽相同：不同水准的标准。
可靠性测试结果应如实反馈回封装设计工艺 端，从而有助于通过调整材料和工艺来改善产 品的可靠性：正反馈与负反馈
预处理测试流程
产品抽样 检查电气性能和内部结构 T/C测试： T/C测试：模拟实际运输过程 测试 水分干燥处理： 水分干燥处理：模拟实际真空包装 恒温放置吸湿 模拟焊接： 模拟焊接：电气特性和内部结构测试
越接近实际状况，测试结果越有指导意义
预处理模拟环境等级
加速试验—不改变失效机理前提下, 加速试验 不改变失效机理前提下,通过强化试验条件使受试产品加 不改变失效机理前提下 速失效, 速失效,便于较短时间内获得必要信息评估产品在正常条件下的可靠性指 加速试验有助于产品尽早投放市场， 标。加速试验有助于产品尽早投放市场，但不能引入正常使用中不发生 的故障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子， 的故障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，包括更高频 率功率循环、更高的振动水平、高温高湿、更严酷的温度循环。 率功率循环、更高的振动水平、高温高湿、更严酷的温度循环。
高温下， 高温下，由于元器件吸收过多潮气产生的塑封体开裂现象
T/C测试 T/C测试
T/C测试即温度循环 T/C测试即温度循环 测试， 测试，测试进行时需要 控制测试设备四个参数 ：热腔温度、冷腔温度 热腔温度、 、循环次数和芯片停留 时间。 时间。
半导体封装测试
半导体封装测试半导体封装测试定义:半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。
半导体封装测试是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。
封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后，被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金、锡、铜、铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（Bond Pad）连接到基板的相应引脚（Lead）,并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后，还要进行一系列操作，如后固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim&Form）、电镀（Plating）以及打印等工艺。
封装完成后进行成品测试，通常经过入检（Incoming）、测试（Test）和包装（Packing）等工序，最后入库出货。
典型的封装工艺流程为：划片装片键合塑封去飞边电镀打印切筋和成型外观检查成品测试包装出货。
半导体封装形式:半导体器件有许多封装形式，按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装三类。
从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP，技术指标一代比一代先进。
总体说来，半导体封装经历了三次重大革新：第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装，它极大地提高了印刷电路板上的组装密度；第二次是在上世纪90年代球型矩阵封装的出现，满足了市场对高引脚的需求，改善了半导体器件的性能；芯片级封装、系统封装等是现在第三次革新的产物，其目的就是将封装面积减到最小。
高级封装实现封装面积最小化芯片级封装CSP。
几年之前封装本体面积与芯片面积之比通常都是几倍到几十倍，但近几年来有些公司在BGA、TSOP的基础上加以改进而使得封装本体面积与芯片面积之比逐步减小到接近1的水平，所以就在原来的封装名称下冠以芯片级封装以用来区别以前的封装。
半导体封装及测试技术
半导体封装及测试技术半导体封装及测试技术是指将芯片进行外包装，并进行测试以确保其性能符合设计要求的过程。
半导体封装技术主要包括封装结构设计、封装材料选择和封装工艺等方面，而半导体测试技术主要包括封装后测试和片上测试两个环节。
本文将详细介绍半导体封装及测试技术的相关内容。
首先，半导体封装技术是将芯片进行封装，增加其机械强度、保护芯片以及方便与外部连接等功能的过程。
封装结构的设计既要满足电性能要求，又要考虑成本、尺寸和工艺等因素。
封装材料的选择要考虑材料的导热性能、电绝缘性能、耐候性、耐高温性能等。
常用的封装材料有塑料、陶瓷和金属等。
封装工艺主要包括芯片倒装、焊接、封胶等工艺步骤。
其次，半导体测试技术主要包括封装后测试和片上测试两个环节。
封装后测试是指封装完成后对芯片进行功能测试和可靠性测试，以保证芯片性能符合设计要求，并且能够在不同的工作条件下稳定可靠地工作。
封装后测试主要包括电气性能测试、功能性能测试和可靠性测试等。
电气性能测试主要是测试芯片的电气参数，如工作电流、工作电压、功耗等。
功能性能测试主要是测试芯片的功能是否正常，如逻辑电路的正确性、模拟电路的灵敏度和精度等。
可靠性测试主要是测试芯片在不同的工作条件下的可靠性，如温度变化、湿度变化以及机械振动等。
片上测试是指在芯片封装之前对芯片进行测试，以确保芯片的质量和性能。
片上测试主要通过测试芯片的电气参数来判断芯片的好坏，如芯片的工作电流、工作电压、功耗等。
片上测试技术主要包括设计和制造测试机、测试方法和测试流程等方面。
设计和制造测试机是指根据芯片的特点和测试要求，设计和制造测试机来对芯片进行测试。
测试方法是指采用不同的测试手段和测试设备来进行测试。
测试流程是指按照一定的顺序和步骤来进行测试，以提高测试效率和准确性。
半导体封装及测试技术在半导体产业中起着重要作用。
通过封装可以提高芯片的稳定性和可靠性，保护芯片不受外界环境的干扰，从而提高整个产品的可靠性和性能。
集成电路芯片封装技术培训课程(ppt-35页)全
微电子技术发展对封装的要求
四、高密度化和高引脚数
高密度和高I/O数造成单边引脚间距缩短、封装难
度加大：焊接时产生短路、引脚稳定性差
解决途径：
采用BGA技术和TCP（载带）技术
成本高、难以进行外观检查等。
微电子技术发展对封装的要求
五、适应恶劣环境
密封材料分解造成IC芯片键合结合处开裂、断路
解决办法：寻找密封替代材料
Ceramic
Ceramic or
Thin Film on Ceramic
Thin Film on PWB
PWB-D
•Integration to
BEOL
•Integration in
Package level
PWB-Microation at
System level
1、电源分配：传递电能-配给合理、减少电压损耗
2、信号分配：减少信号延迟和串扰、缩短传递线路
3、提供散热途径：散热材料与散热方式选择
4、机械支撑：结构保护与支持
5、环境保护：抵抗外界恶劣环境（例：军工产品）
确定封装要求的影响因素
成本
外形与结构
产品可靠性
性能
类比：人体器官的构成与实现
微电子封装技术的技术层次
芯片，但两类芯片的可靠性和成本不同。
封装材料
芯片封装所采用的材料主要包括金属、陶瓷、
高分子聚合物材料等。
问题：如何进行材料选择？
依据材料的电热性质、热-机械可靠性、技术和
工艺成熟度、材料成本和供应等因素。
表1.2-表1.4
封装材料性能参数
介电系数：表征材料绝缘程度的比例常数，相对值，通常介
电系数大于1的材料通常认为是绝缘材料。
半导体集成电路封装测试基本流程
半导体集成电路封装测试基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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芯片封装测试流程详解课件
芯片封装测试的重要性
芯片封装测试是确保芯片质量的重要环节，能够发现和排除生产过程中可能存在 的缺陷和问题。
通过测试，可以确保芯片在各种应用场景下能够正常工作，提高产品的可靠性和 稳定性。
芯片封装测试的流程简介
芯片封装测试流程包括多个环节，如封装完成后的初步检测 、功能测试、可靠性测试等。
每个环节都有相应的测试标准和要求，以确保芯片的质量和 性能达到预期。
自适应测试策略
根据芯片性能和功能，动态调整测试策略，提高 测试效率。
3
预测性维护
通过实时监测和数据分析，预测测试设备的维护 需求，降低故障率。
高性能测试设备
高精度测试仪器
提高测试设备的测量精度和稳定性，确保测试结果的可靠性。
高速数据传输接口
支持高速数据传输，满足高带宽芯片的测试需求。
自动化测试设备
提高测试设备的自动化程度，降低人工干预和测试成本。
THANKS
感谢观看
芯片封装测试流程详 解课件
目录
• 芯片封装测试概述 • 芯片封装流程 • 芯片测试流程 • 封装测试中的问题与解决方案 • 未来芯片封装测试技术发展趋势
01
芯片封装测试概述
芯片封装测试的定义
芯片封装测试是对芯片进行封装后的 性能和可靠性检测，以确保其满足设 计要求和规格。
它包括对芯片的外观、尺寸、引脚、 电气性能等方面的检测，以及在各种 环境条件下的可靠性测试。
应力测试
02
通过施加各种应力条件，如电压、温度等，检测芯片的可靠性
。
环境适应性测试
03
在不同环境条件下，如温度、湿度、气压等，测试芯片的可靠
性。
04
封装测试中的问题与解 决方案
半导体 第十五讲 互连
铝互连的不足（二）：电迁移现象
电迁移现象的本质是导体原 子与通过该导体电子流之间 存在相互作用，当一个铝金 属粒子被激发处于晶体点阵 电位分布的谷顶的时候，它 将受到两个方向相反的作用 力：
（1）静电作用力，方向沿 着电场（电流）的方向。 （2）由于导电电子与金属 原（离）子之间的碰撞引起的相 互间的动量交换，我们称之为 “电子风”作用力，方向沿着电 子流的方向。
以Cu作为互连材料的工艺流程
刻蚀引线沟槽 去掉刻蚀停止层 淀积刻蚀停止层 淀积介质材料 光刻通孔图形 去掉光刻胶 刻蚀通孔 溅射势垒和籽晶层 光刻引线沟槽图形 金属填充通孔 去掉光刻胶 CMP 金属层
电迁移现象是集成电路 制造中需要努力解决的 一个问题。特别是当集 成度增加，互连线条变 窄时，这个问题更为突 出。
早期互连技术：铝互连
铝互连的优点：
铝在室温下的电阻率仅为2.7μΩ·cm； 与n+ 和p+ 硅的欧姆接触电阻可以低至 10E- 6Ω/cm2；与硅和磷硅玻璃的附着 性很好，易于沉积与刻蚀。由于上述优 点，铝成为集成电路中最早使用的互连 金属材料。
• 引入铜工艺技术，可以说是半导体制造业的一场 革命。由此带来了设计、设备、工艺、材料、可 靠性以及工艺线管理等方面的巨大变化。从技术 层面上来说，涉及工艺线后段从光刻、等离子刻 蚀、铜金属化、化学机械抛光、多层介质、清洗 ，直到工艺集成的所有模块。 • 随着设计的进一步缩小，金属布线层不断增加， 随之而来的互联延迟也随之加大。
三层夹心结构
在两层铝膜之间增加一个约50nm的过渡金属层（如Ti）可以改 善铝的电迁移。这种方法可以使MTF值提高2-3个量级，但工艺 比较复杂。
采用新的互连金属材料
目前应用最广泛的互连技术：铜互连
半导体集成电路封装技术测试试题汇总(李可为版)
半导体集成电路封装技术试题汇总(李可为版)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：半导体集成电路封装技术试题汇总第一章集成电路芯片封装技术1.(P1)封装概念：狭义：集成电路芯片封装是利用（膜技术）及（微细加工技术），将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体结构的工艺。
广义：将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合性能的工程。
2.集成电路封装的目的：在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能。
3.芯片封装所实现的功能：①传递电能，②传递电路信号，③提供散热途径，④结构保护与支持。
4．在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数：性能，尺寸，重量，可靠性和成本目标。
5.封装工程的技术的技术层次？第一层次，又称为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺，使之成为易于取放输送，并可与下一层次的组装进行连接的模块元件。
第二层次，将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。
第三层次，将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。
第四层次，将数个子系统组装成为一个完整电子厂品的工艺过程。
6.封装的分类？按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为：单芯片封装与多芯片封装两大类，按照密封的材料区分，可分为高分子材料和陶瓷为主的种类，按照器件与电路板互连方式，封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。
依据引脚分布形态区分，封装元器件有单边引脚，双边引脚，四边引脚，底部引脚四种。
常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装，双边引脚元器件有双列式封装小型化封装，四边引脚有四边扁平封装，底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。
集成电路芯片封装第十五讲共25页
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
Hale Waihona Puke •10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
半导体-第十五讲-互连
一种3参数2级直流电场示意图
• 正电场时加快图形底部扩散层的置换，最 终达到消除空洞的目的。负电场明显改进 图形侧壁的平均淀积速率，其产生的铜离 子梯度分布加快底部的淀积速度。人们研 究发现脉冲电场与低的正向电流相结合， 可以显著改进电镀铜在孔颈部位的夹断现 象，从而减小中间空洞。
铝互连的不足（二）：电迁移现象
金属为良导体时，静电作用力将减小， 电子风作用力将起主要作用。
电迁移现象的本质是导体原 子与通过该导体电子流之间 存在相互作用，当一个铝金 属粒子被激发处于晶体点阵 电位分布的谷顶的时候，它 将受到两个方向相反的作用 力：
（1）静电作用力，方向沿 着电场（电流）的方向。
铜电镀工艺技术
• 电镀工艺早以应用于电子工业，但真正能 在铜金属布线工艺中得以推广还是近几年 的事情，铜电镀的重要优点是：
• （1）淀积条件易于控制； • （2）淀积速度较快，可以＞ 350nm/min； • （3）与低介电常数介质材料有良好兼容性
，因为铜电镀是在低温（通常为室温）、 常压的条件下进行。
具有较小的电阻率 易于沉积和刻蚀 具有良好的抗电迁移特性
电迁移现象：
金属化引线中的电迁移现 象是一种在大电流密度作 用下的质量输运现象。质 量输运是沿电子流动方向 进行的，结果在一个方向 形成空洞，而在另一个方 向则由于金属原子的堆积 形成小丘。前者将使互连 引线开路或断裂，而后者 会造成光刻的困难和多层 布线之间的短路。
以Cu作为互连材料的工艺流程
因为在很多方面Cu的性质与铝不同。所以不能用 传统的以铝作为互连材料的布线工艺。对以Cu作 为互连的工艺来说，目前被人们看好并被普遍采 用的技术方案是所谓的Daul Damascene（双镶 嵌）工艺。其主要特点是对任何一层进行互连材 料淀积的同时，也对该层与下层之间的Via进行 填充，而CMP平整化工艺只对导电金属层材料进 行，因此，与传统的互连工艺相比，工艺步骤得 到简化，相应的工艺成本得到降低，这是铜互连 工艺技术所带来的另一优点。
芯片封装详细图解课件
超声检测
利用超声波对封装内部进行无损检测，用于检测 内部裂纹、气孔等问题。
ABCD
X射线检测
利用X射线对封装内部进行无损检测，用于检测 内部缺陷、焊接不良等问题。
热像仪检测
通过红外热像仪检测芯片封装温度分布，判断散 热性能和热稳定性。
封装可靠性的影响因素
封装材料
封装材料的质量和性能对封装可靠性有直接 影响，如材料的老化、腐蚀等。
芯片封装详细图解课件
目录
• 芯片封装概述 • 芯片封装材料 • 芯片封装工艺流程 • 芯片封装检测与可靠性分析 • 芯片封装的应用与发展趋势 • 芯片封装案例分析
01
芯片封装概述
封装的概念和作用
封装的概念
芯片封装是指将集成电路用绝缘 的塑料或陶瓷材料打包，以保护 芯片免受环境影响，同时提供引 脚供外部电路连接。
芯片封装技术的发展趋势与挑战
发展趋势
随着技术进步和应用需求的变化，芯 片封装技术正朝着更小尺寸、更高集 成度、更低成本、更可靠性的方向发 展。
挑战
随着芯片封装技术的发展，面临着如 何提高封装密度、减小热阻、降低成 本等挑战，同时还需要解决先进封装 技术的可靠性和可制造性问题。
未来芯片封装技术的研究方向
程。
这一步需要使用焊接设备，控制 焊接温度和时间，确保引脚焊接
的质量和可靠性。
引脚焊接完成后需要进行外观检 查，确保焊接质量符合要求。
塑封固化
塑封固化是将芯片和引脚整体封装在 塑封材料中，起到保护芯片和引脚的 作用。
塑封固化过程中需要控制温度和压力 ，确保塑封材料的均匀分布和固化效 果。
塑封材料需要具有良好的绝缘性、耐 腐蚀性和机械强度。
切筋整型
切筋整型是将完成固化的封装体 进行切割和整型，使其成为符合
集成电路芯片封装技术培训课程
性能要求及测试方法
导电性能
要求导体材料具有低电阻和高导 电率，测试方法包括四探针法、
涡流法等。
绝缘性能
要求绝缘材料具有高绝缘电阻和 低介电常数，测试方法包括击穿 电压测试、绝缘电阻测试等。
热稳定性能
要求封装材料在高温下具有良好 的稳定性和可靠性，测试方法包 括热重分析、差热分析等。
机械性能
要求封装材料具有足够的强度和 韧性，以承受外部应力和振动， 测试方法包括拉伸测试、冲击测
故障原因分析
采用故障树分析、失效模式与 影响分析等方法，对故障原因 进行深入分析，找出根本原因。
持续改进与跟踪
对预防措施的实施效果进行跟 踪和评估，及时发现问题并进 行持续改进，不断提高产品的 质量和可靠性水平。
THANKS
感谢观看
针对设备存在的缺陷和不足，进行改造和升 级，提高设备运行稳定性和生产效率。
设备预防性维护
设备维修与备件管理
通过定期检查和预防性维护，及时发现并处 理潜在问题，降低设备故障率。
建立完善的设备维修和备件管理制度，确保 设备维修及时、备件供应充足；加强维修人 员培训，提高维修技能水平。
07
封装质量管理与可靠性评估方法
质量管理体系实施效果评价
通过定期的内部审核、管理评审和客户反馈等方式，对质量管理体系 的实施效果进行评价，及时发现并改进存在的问题。
可靠性测试项目设置和合格标准制定
可靠性测试项目设置
根据产品特点和客户需求，设置合理的可 靠性测试项目，如温度循环测试、湿度测
试、振动测试、冲击测试等。
合格标准制定
针对不同测试项目，制定相应的合格标准， 确保测试结果能够准确反映产品的可靠性 水平。
生物医学应用中，集成电路芯片需要满足生物相容性、长期稳定性等特殊需求。
半导体封测基础
半导体封测是半导体制造流程中的重要环节，主要包括晶圆测试、芯片封装和封装后测试。
以下是关于半导体封测的基础知识：1.晶圆测试（Wafer Testing）- 在半导体生产过程中，经过晶圆制程后的晶圆上包含了大量的集成电路（IC）单元，这些单元需要进行电气性能的检测，以确保其符合设计规格。
- 测试通常在晶圆片级进行，使用专门的探针卡来接触每一个裸露的集成电路单元进行功能和电参数测试。
- 通过晶圆测试可以筛选出不合格的电路单元，降低后续封装成本。
2.芯片封装（Chip Packaging）- 经过晶圆测试的合格晶圆会被切割成小块，形成单独的裸片（Die）。
- 封装过程是将裸片用导线或金属连接至外部引脚，然后将其固定在一个支持结构中，这个结构通常被称为封装体或者封装基板。
- 目的是保护裸片免受物理和化学损伤，并提供与外部电路的接口。
3.封装技术- 球栅阵列封装（BGA）：这种封装方式下，底部有许多小球状的焊点，用于连接到PCB板。
- 四方扁平封装（QFP）：封装体四边有引脚，适用于高密度安装。
- 扁平无引脚封装（QFN）：没有引脚，只有位于封装底部的一个大散热垫和若干小焊盘。
- 薄型小外形封装（TSOP）：具有薄且窄的封装外形，适合高密度安装。
4.封装后测试（Final Test）- 封装后的芯片要再次进行电气性能测试，验证封装是否影响了芯片的功能，以及封装的完整性。
- 这一步骤还包括可靠性测试，例如高温老化测试、温度循环测试等，以确保产品能够在实际应用环境中正常工作。
5.先进封装技术- 随着技术的进步，出现了许多新的封装技术，如系统级封装（SiP）、三维堆叠封装（3D IC）、扇出型封装（Fan-out）等，旨在提高集成度、缩小尺寸和提高性能。
半导体封测是保证产品质量和可靠性的关键步骤，同时也是整个半导体产业链中的一个重要组成部分。
半导体封装测试工艺
半导体封装测试工艺嘿，朋友！今天咱们来聊聊神秘又重要的半导体封装测试工艺。
你知道吗？半导体就像是电子世界的小精灵，而封装测试工艺就是给这些小精灵穿上漂亮又实用的衣服，然后检验它们是不是足够优秀。
先来说说封装这一步。
这就好比给一个珍贵的宝贝打造一个合适的盒子。
半导体芯片那么小又那么脆弱，可经不起折腾。
封装就像是给它一个坚固的家，既能保护它，又能让它和外界好好沟通。
比如说，有各种封装的形式，像 DIP 封装，就像一个老实憨厚的大哥，个头大，引脚从两边伸出来，容易识别，可靠性也不错。
还有BGA 封装，这就像是一个小巧灵活的小精灵，引脚密密麻麻藏在底部，节省空间，性能还很出色。
那测试呢？这就像是一场严格的考试。
要检测这个半导体小精灵是不是真的聪明能干，能不能在各种复杂的环境下稳定工作。
想象一下，如果一个半导体芯片没有经过严格的测试，就被用到了你的手机或者电脑里，结果动不动就出毛病，是不是会让你抓狂？测试的过程那可真是细致入微啊！有功能测试，就像是检查这个小精灵会不会唱歌跳舞，有没有拿手的本领；还有可靠性测试，这好比看看它能不能在风吹雨打、冷热交替的环境中坚强地挺住。
在封装测试工艺中，每一个环节都不能马虎。
就好像盖房子，地基没打好，房子能结实吗？半导体封装测试不好，整个电子产品都可能掉链子。
而且啊，这封装测试工艺的技术还在不断进步呢！就像我们的生活越来越好，它们也在变得越来越厉害。
你看现在，5G 时代来了，对半导体的要求更高啦，封装测试工艺也得跟着升级换代。
总之，半导体封装测试工艺就像是一场精心编排的舞蹈，每一个动作都要精准到位，才能跳出优美的旋律，为我们的电子世界带来更多的精彩！它是半导体产业中至关重要的一环，决定着半导体产品的质量和性能，影响着我们生活的方方面面。
你说，是不是很重要？。
半导体封装测试知识点总结
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
互连方式
引脚插入型和表面贴装型
4
引脚分布
单边引脚、双边引脚、四边引脚、底部引脚
封装流程
1
划片
晶圆通过划片工艺切割为小的晶片
2
装片
晶片用胶水贴装到基板上
3
键合
利用金属或导电性树脂将晶片连接到基板引脚
4
塑封
对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护
5
后处理
包括后固化、切筋和成型、电镀、打印等工艺
测试定义
1
基本定义
验证器件是否符合设计目标，分离好品与坏品的过程
2
目的
确保生产芯片达到要求良率，减低成本浪费，提供测试数据改善设计与制造
测试类型
1
前道检测
在封装前的晶圆检测
2
中测
封装过程中的检测
3
后道检测
封装完成后的成品检测
测试流程
1
入检
成品入库前的初步检查
2
测试
对成品进行性能、外观等检测
3
包装
合格产品包装，准备出货
半导体封装测试知识点总结
类别
知识点
描述
封装定义
1
基本定义
封装是保护电路芯片免受周围环境影响的工艺
2
功能
实现电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑、环境保护
3
封装层次
零级封装（芯片互连级）、一级封装（多芯片组件）、二级封装（PWB或卡）、三级封装（母板）
封装分类
1
芯片数目
单芯片封装与多芯片封装
2
密封材料
芯片封装测试流程
芯片封装测试流程芯片封装测试是芯片生产过程中非常重要的一环，其主要目的是验证芯片封装后的功能和性能是否符合设计要求，确保芯片的质量和可靠性。
本文将介绍芯片封装测试的流程及相关注意事项。
首先，进行封装前的准备工作。
在芯片封装之前，需要对芯片进行前期准备工作，包括对芯片进行功能测试、性能测试和可靠性测试等，以确保芯片本身的质量符合要求。
同时，还需要准备好封装所需的材料和设备，包括封装基板、封装胶、封装设备等。
其次，进行封装过程中的测试。
在芯片封装的过程中，需要进行多道测试工序，包括焊接测试、封装胶固化测试、外观检查等。
焊接测试主要是检测焊接质量是否良好，封装胶固化测试是验证封装胶的固化效果，外观检查则是检查封装后的芯片外观是否完整无损。
接着，进行封装后的功能和性能测试。
封装完成后，需要对芯片进行功能和性能测试，包括对芯片的电学特性、尺寸封装测试流程和外观等进行验证。
其中，电学特性测试主要是检测芯片的电气参数是否符合设计要求，尺寸封装测试则是验证封装后的芯片尺寸是否符合标准，外观检查则是确保封装后的芯片外观完整无损。
最后，进行可靠性测试。
可靠性测试是芯片封装测试中非常重要的一环，其主要是验证芯片在不同环境条件下的可靠性，包括高温、低温、湿热等环境条件下的测试。
通过可靠性测试，可以评估芯片在实际使用中的稳定性和可靠性，确保芯片在各种环境条件下都能正常工作。
在进行芯片封装测试时，需要注意以下几点，首先，严格按照测试流程进行，确保每道测试工序都得到有效执行；其次，对测试结果进行准确记录和分析，及时发现问题并进行处理；最后，要做好测试数据的归档和保存，以备日后查阅和分析。
总之，芯片封装测试是芯片生产过程中不可或缺的一环，通过严格的测试流程和规范的操作，可以确保芯片封装后的质量和可靠性，为芯片的后续应用提供有力保障。
希望本文介绍的芯片封装测试流程及相关注意事项能对相关人员有所帮助，谢谢！。
【半导体切片】芯片封装详细图解
※ W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
Key Words：
Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个Bonding Tool，内部为 空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形成 第一和第二焊点；
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EOL– Molding（注塑）
Before Molding After Molding
※为了防止外部环境的冲击，利用EMC 把Wire Bonding完成后的产品封装起 来的过程，并需要加热硬化。
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EOL– Molding（注塑）
L/F L/F
➢除了BGA和CSP外，其他Package都会采用Lead Frame，
BGA采用的是Substrate；
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Gold Wire】焊接金线
➢实现芯片和外部引线框架的电性和物 理连接；
➢金线采用的是99.99%的高纯度金；
➢磨片时，需要在正面（Active Area）贴胶带保护电路区域 同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；
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FOL– Wafer Saw晶圆切割
Wafer Mount 晶圆安装
Wafer Saw 晶圆切割
Wafer Wash 清洗
将晶圆粘贴在蓝膜（Mylar）上，使得即使被切割开后，不会散落；
通过Saw Blade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的 Die Attach等工序；
芯片封装测试概念
芯片封装测试概念芯片封装测试是半导体产业链中的重要环节，它涉及到将芯片封装在保护壳内，并进行一系列的测试以确保其功能和性能符合设计要求。
下面是对芯片封装测试概念的详细介绍。
一、芯片封装芯片封装是将芯片封装在保护壳内的过程，这个保护壳通常是由塑料、金属或陶瓷等材料制成的。
封装的主要目的是保护芯片免受环境中的物理和化学因素影响，同时提供与外部电路的连接。
芯片封装通常包括以下步骤：1. 芯片贴装：将芯片放置在封装壳的特定位置。
2. 引脚焊接：将芯片的引脚与封装壳内部的引脚连接。
3. 填充材料：在芯片和引脚之间填充绝缘材料，以防止短路。
4. 密封：将封装壳密封，以保护芯片免受环境影响。
二、芯片测试芯片测试是在封装完成后对芯片进行的性能和功能测试，以确保其符合设计要求。
测试通常包括以下步骤：1. 直流测试：测试芯片的直流参数，如电压、电流等。
2. 交流测试：测试芯片的交流参数，如频率、相位等。
3. 功能测试：测试芯片的各种功能，如输入输出、时序等。
4. 可靠性测试：测试芯片在各种环境条件下的可靠性和稳定性。
在测试过程中，通常使用自动化测试设备（ATE）进行测试。
ATE可以自动完成测试程序，并生成测试报告，以便对芯片的性能和功能进行评估。
三、芯片封装测试的意义芯片封装测试是确保半导体产品质量的重要环节。
通过封装测试，可以发现并解决生产过程中可能出现的各种问题，如引脚焊接不良、填充材料不均匀等。
同时，封装测试还可以确保芯片在各种环境条件下的性能和稳定性，从而满足客户的需求。
芯片封装测试是半导体产业链中的重要环节，它涉及到将芯片封装在保护壳内并进行一系列的测试以确保其功能和性能符合设计要求。
通过封装测试，可以确保半导体产品的质量和可靠性，从而满足客户的需求。
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预处理测试（Precon测试）
预处理测试模拟了产品由芯片制造企业到最终用户端 的全过程，只有通过了Precon测试，产品才能进入到后 续测试项目。
预处理测试流程
产品抽样 检查电气性能和内部结构 T/C测试：模拟实际运输过程 水分干燥处理：模拟实际真空包装
热致失效：长时间高温或温度循环 热应力来源：PCB制造过程中的热冲击或热循环
组装过程中的热冲击或热循环 工作过程中的热循环
失效机理-电化学失效
• 导电污染物引起桥连 • 电化学腐蚀 • 导电阳极丝生长-阴极孔洞 • 锡（晶）须-Tin whiskers
预处理测试（Precon测试）
预处理的必要性：电子产品的成品与半成品在 到达客户之前有一段较长时间间隔，且需要经历 包装和运输等阶段的外界干扰，存在有潜在损坏 产品的因素：国际合作化和代工加工
温度循环测试
各材料界面间随环境温度变化热胀冷缩，进而引起裂 纹、脱层和电性能失效等。
脱层与开裂模型
解决方案：材料选择匹配性要好；增加缓冲材料层
T/S测试
T/S（Thermal Shock Test）测试指温度冲击试验， 用来测试封装体抗热冲击的能力。与温度循环区别在于热 量的加载速度：骤冷骤热。测试参数选择及产品性能测试 与温度循环相类似。
可靠性测试项目 各测试项目均有一定的针对性和具体操作方法 ，测试有一定的顺序。各试验均采用随机抽样进 行测试，不同的企业采用的标准不尽相同：不同 水准的标准。
电子组装失效机理
测试目的在于确定组装完成的电路具有性能优劣程度和 寿命：失效主要出现在三个方面：【元器件、PCB和互连 焊点】，从失效原因角度来看又分为机械失效、热致失效 和电化学失效，其中元器件失效以热致失效为主。 机械失效：过载与冲击失效、振动失效
恒温放置吸湿 模拟焊接：电气特性和内部结构测试
越接近实际状况，测试结果越有指导意义
预处理模拟环境等级
加速试验—不改变失效机理前提下,通过强化试验条件使受试产品加速 失效,便于较短时间内获得必要信息评估产品在正常条件下的可靠性指标。 加速试验有助于产品尽早投放市场，但不能引入正常使用中不发生的故 障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，包括更高频率功 率循环、更高的振动水平、高温高湿、更严酷的温度循环。
解决办法：采用同种物质连接 电路；增加扩散阻挡层；避免产 品长时间处于高温环境。
TH测试
TH测试常称为蒸煮测试，是测试芯片封装体在高温、 潮湿环境下的耐久性试验。测试在等压、恒温、恒湿锅体 中进行，实验结束后测定封装体电路通断特性。
塑封EMC（Epoxy Molding Compound）材 料吸湿性强，内部电路在潮 湿环境下很容易漏电和短路 。可通过改善材料成见芯片问题：爆米花效应、分层开裂 和电路失效等：随工艺温度提升，元器件吸入的潮气在高 温作用下汽化并急剧膨胀，形成很大的压力。
爆米花现象（popcorn effect）
高温下，由于元器件吸收过多潮气产生的塑封体开裂现象
T/C测试
T/C测试即温度循环 测试，测试进行时需要 控制测试设备四个参数 ：热腔温度、冷腔温度 、循环次数和芯片停留 时间。
PC测试
PC（Pressure Cooker）测试又称为高压蒸煮测试， 是在TH测试基础上增加环境压强以缩短测试时间，实验 工具为“高压锅”。
PC测试最后，同样是测试 产品的电路通断特性，特别 是LeadfFrame和EMC材 料的结合处：采用UV光照 射检测。
可靠性测试
可靠性测试的目的在于检验封装芯片的可靠度性能， 一个良好的封装体必须具有良好的耐湿、耐高温能力，以 上六个测试项目均与温度和湿度密不可分，芯片封装体的 失效或寿命不合格多是因为热、湿引起的综合作用。
企业通常在芯片封装完成后会进行两方面检测： 质量测试和可靠性测试—二者的区别？
二者区别： 质量测试—产品的可用性，是否符合使用要求：非破坏
性测试。 可靠性测试—产品的耐用性：寿命和寿命合理性，通常
为破坏性实验或对产品性能有影响的测试。
可靠性测试项目 不同企业间的的可靠性测试类型不完全相同， 但所包含的测试项目基本一致。
封装可靠性工程
前课回顾
１、气密性封装定义与近气密性封装
气密性封装是指完全能够防止污染物的侵入和腐蚀的 封装形式；介于Full-Non：材料不同、工艺相同
2、气密性封装常用材料
陶瓷、金属、玻璃
3、金属气密性封装的分类
平台插入式、腔体插入式、扁平式和圆形金属封装
浴盆曲线 失效率—时间关系曲线
企业测试
可靠性测试结果应如实反馈回封装设计工艺 端，从而有助于通过调整材料和工艺来改善产 品的可靠性：正反馈与负反馈
HTS测试
HTS（High Temperature Storage）测试指测试样 品长时间暴露于高温环境下的耐久性试验。将封装产品放 置在惰性气体保护环境下测试其电性能和其他性能。
TS测试机理
高温下，半导体材料活化性增 强，物质间扩散加剧：机械特性 差的材料易损坏。柯肯达尔空洞 ：物质间扩散-Al和Au