半導體製程(三) | 封裝與測試| 蔥寶說說裸晶們怎麼穿衣服

封測廠從台積電、聯電、閃存六霸等IC製造商拿到刻好電路的晶圓(wafer)。

一片晶圓上有很多方型的裸晶(die)，他們都還沒經過封裝，相當於全身裸露，所以叫裸晶。

 ​半導體製程(三) IC封裝與測試 說說裸晶們怎麼穿衣服正所謂「人要衣裝，佛要金裝，IC要封裝」，沒有封裝的IC就像一枚誤入凡間的仙境雪花，塵世的一切紛擾都可能破壞它的靈性。

此篇本蔥就來說說IC的封裝與測試。

點我前往上篇：晶圓加工IC全名是integratedcircuit，中文叫積體電路，雖然只有指甲大小，卻容納了多如繁星的電路。

為什麼要封裝？製程下面本蔥會介紹幾個關鍵的製程，這不包含所有的製程，也不是唯一一種封裝方式，但可以讓各位看官大致看清封裝測試的全貌。

開始之前封測廠從台積電、聯電、閃存六霸等IC製造商拿到刻好電路的晶圓(wafer)。

一片晶圓上有很多方型的裸晶(die)，他們都還沒經過封裝，相當於全身裸露，所以叫裸晶。

因為這些裸體的小傢伙們全都害羞地想死，所以英文叫做die(←本蔥開玩笑的)。

羞死人啦！​這是一片飽滿肥潤的晶圓，很漂亮吧。

​晶圓針測(ChipProbing)用探針檢查各個裸晶(die)的電氣特性，如果品質不夠好，就會被標上記號。

探針卡       晶圓     ​探針卡(probecard)是用來做晶圓針測的設備，中央有許多探針，整體看起來就像一架外星人飛碟。

可憐的裸晶們還沒好穿衣服就被「飛碟」動手動腳的。

晶圓切割(DieSaw)整片晶圓會被黏在一片圓型的膠帶上，然後被切割成無數顆裸晶。

由於被切割後每顆裸晶還是黏在膠帶上，所以裸晶們還是排列得整整齊齊的。

​躺在藍色膠帶上的裸晶們正享受著痛快的頂級轉輪切刀SPA。

頂面黏晶(DieBonding)在晶圓針測製程中沒有被標上記號的裸晶會被一個接一個抓出來，然後黏在載板(substrate)上。

載板其實構造跟PCB一樣，不過比一般PCB還精緻小巧許多。

打線接合(WireBonding)裸晶上有很多電路接點，每個接點上會有塊金屬材質的焊墊(bondingpad)。

此製程會用金屬細絲連接裸晶上的焊墊與載板上的bondfingers，如此便接通了裸晶與載板中的電路。

​接合線的材料為金或銀或銅。

金的延展性、導電性、抗氧化性都很好，可是很貴。

除了打線技術，封裝也可以用覆晶技術(FlipChip)。

此技術能夠連接更多接點，所以用在較高階的產品。

隨著IC越來越精密，覆晶技術會越來越普及。

封膠(Molding)把裸晶連同它的載板一起放入模具中，再把半融化的塑膠灌入模具中(通常使用的塑膠叫做環氧樹脂)。

塑膠冷卻後就會硬化，產生四個主要功能：保護裸晶、散熱、隔絕濕氣、支撐接合線。

至此可說是封裝完畢，裸晶相當於穿上了衣服，總算不用那麼害羞了。

印字(Marking)用雷射在封裝上打印廠商名稱、料號、批號等資訊。

封裝後檢測(Testing/Inspection)封裝後的IC可以稱為晶片(chip)，晶片要透過封裝的引腳(pin)做各種功能檢測，這些引腳是載板的電路接點，而載板的電路又已經接通裸晶，所以這些引腳可以看做是裸晶電路的延伸。

檢測時，電流訊號會從一些引腳輸入，經過IC處理後從另一些引腳輸出，測試設備就以IC輸出的電流訊號判斷它正不正常。

​此圖以BGA封裝型態為範例，BGA的引腳為錫球(SolderBall) 底面出貨囉！這是日月光封裝的晶片。

​結語為了不同用途，產業發展出非常多種封裝與測試的方式，也一直有新技術出現。

唯一不變的是，小裸晶們永遠是本蔥心目中最美麗的仙境雪花。