浅谈芯片的基本构成与制作封装流程

2021-11-01 11:52:15 晶振厂家星光鸿创XGHC

芯片简介

        芯片行内称为集成电路,也可以理解为把电路小型化微型化的意思。芯片其实就是一块高度集成的电路板,行内称为集成电路,也可以叫IC。比如:电脑的CPU其实也是一块芯片不同制的IC有不同的作用,还有视频编码解码IC就是专门用来处理视频数据的,音频编码/解码IC则是用来处理声音的。

        我们可将中央处理器CPU比喻为整个电脑系统的心脏,而主板上的芯片组就是整个身体的躯干。对于主板而言,芯片组基本决定了这块主板的功能,从而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。

芯片

芯片的构成

        芯片原材料主要是单晶硅,硅的性质是可以做半导体,高纯的单晶硅是重要的半导体材料。其中硅(沙子)晶体管,的物理制作主要的过程是,先制粗硅:SiO2+2C==Si(粗)+2CO↑;再用氯气富集:Si(粗)+2Cl2==SiCl4;最后用氢气还原:SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl;然后还需要用物理方法继续提纯.,可以让其局部受热部分熔化,然后杂质随着流下,剩下的部分就可以提纯,不断反复这个步骤,就可以得到较纯净的硅。

        且芯片由很多重叠的层组成,每层由视频技术定义,通常用不同的颜色表示。一些层标明在哪里不同的掺杂剂扩散进基层(成为扩散层),一些定义哪里额外的离子灌输(灌输层),一些定义导体(多晶硅或金属层),一些定义传导层之间的连接(过孔或接触层)。所有的组件由这些层的特定组合构成。

        然而芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。

北桥芯片:北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。

        南桥芯片:南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、UltraDMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。

芯片的构成

芯片制作过程

        芯片制造环节一般也采用外协形式完成。针对产品的特点、质量与可靠性要求,确保产品的生产加工外协过程的可控性、稳定性、一致性、可重复性,生产稳定批量生产的圆片。芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序、晶圆针测工序、构装工序、测试工序等几个步骤。

1、芯片—晶圆处理工序

        芯片准备步骤是先将晶圆适当清洗,再在其表面进行氧化及化学气相沉积,然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤,最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

2、芯片—晶圆针测工序

        晶圆经过处理后,晶圆上就形成了一个个的小格,即晶粒,一般情况下,为便于测试,提高效率,同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品;但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。在用针测(Probe)仪对每个晶粒检测其电气特性,并将不合格的晶粒标上记号后,将晶圆切开,分割成一颗颗单独的晶粒,再按其电气特性分类,装入不同的托盘中,不合格的晶粒则舍弃。

3、芯片—构装工序

        芯片的构装是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接,以作为与外界电路板连接之用,最后盖上塑胶盖板,用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。至此才算制成了一块集成电路芯片(即是日常看到的那些黑色或褐色矩形小块,两边或四边都带有许多插脚或引线)。

4、芯片—测试工序

        芯片制造的最后一道工序为测试,通常可分为一般测试和特殊测试,将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性,如消耗功率、运行速度、耐压度等。经测试后的芯片,依其电气特性划分为不同等级。然而根据客户特殊需求的技术参数而特殊测试,从相近参数规格、品种中拿出部分芯片,做有针对性的专门测试,看是否能满足客户的特殊需求,以决定是否须为客户设计专用芯片。经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。最后未通过测试的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品。

芯片制作流程

芯片封装

      芯片封装环节一般也采用外协形式完成。针对产品的封装特点、质量与可靠性要求,开展产品封装外协要求、质量要求、外协厂家选择、外协过程控制等规范研究。管壳、盖板等采购控制规范研究。建立健全封装外协技术、质量、过程等外协控制体系。管壳、盖板等采购控制规范,确保产品外协封装技术、质量、过程、可控性、稳定性、一致性、可重复性,完成稳定的批量产品封装。

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