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半導(dǎo)體設(shè)備有哪些？如何分類？（后道工藝設(shè)備——封裝測(cè)試篇）
來源:與非網(wǎng)
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作者:chnchip
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發(fā)布時(shí)間: 2021-03-31
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半導(dǎo)體設(shè)備泛指用于生產(chǎn)各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的生產(chǎn)設(shè)備，屬于半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)先導(dǎo)者，芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測(cè)試等需在設(shè)備技術(shù)允許的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)和制造，設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步又反過來推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
一般來說，半導(dǎo)體封裝及測(cè)試是半導(dǎo)體制造流程中極其重要的收尾工作。半導(dǎo)體封裝是利用薄膜細(xì)微加工等技術(shù)將芯片在基板上布局、固定及連接，并用可塑性絕緣介質(zhì)灌封后形成電子產(chǎn)品的過程，目的是保護(hù)芯片免受損傷，保證芯片的散熱性能，以及實(shí)現(xiàn)電能和電信號(hào)的傳輸，確保系統(tǒng)正常工作；而半導(dǎo)體測(cè)試主要是對(duì)芯片外觀、性能等進(jìn)行檢測(cè)，目的是確保產(chǎn)品質(zhì)量。具體來看主要的半導(dǎo)體封裝測(cè)試設(shè)備具體包括：
減薄機(jī)
由于制造工藝的要求，對(duì)晶片的尺寸精度、幾何精度、表面潔凈度以及表面微晶格結(jié)構(gòu)提出很高要求。因此在幾百道工藝流程中只能采用一定厚度的晶片在工藝過程中傳遞、流片。通常在集成電路封裝前，需要對(duì)晶片背面多余的基體材料去除一定的厚度。這一工藝過程稱之為晶片背面減薄工藝，對(duì)應(yīng)裝備就是晶片減薄機(jī)。減薄機(jī)是通過減?。心サ姆绞綄?duì)晶片襯底進(jìn)行減薄，改善芯片散熱效果，減薄到一定厚度有利于后期封裝工藝。
劃片機(jī)
劃片機(jī)包括砂輪劃片機(jī)和激光劃片機(jī)兩類。其中，砂輪劃片機(jī)是綜合了水氣電、空氣靜壓高速主軸、精密機(jī)械傳動(dòng)、傳感器及自動(dòng)化控制等技術(shù)的精密數(shù)控設(shè)備。主要用于硅集成電路，發(fā)光二極管，鈮酸鋰，壓電陶瓷，砷化鎵，藍(lán)寶石，氧化鋁，氧化鐵，石英，玻璃，陶瓷，太陽能電池片等材料的劃切加工。國內(nèi)也將砂輪劃片機(jī)稱為精密砂輪切割機(jī)。
激光劃片機(jī)是利用高能激光束照射在工件表面，使被照射區(qū)域局部熔化、氣化、從而達(dá)到劃片的目的。因激光是經(jīng)專用光學(xué)系統(tǒng)聚焦后成為一個(gè)非常小的光點(diǎn)，能量密度高，因其加工是非接觸式的，對(duì)工件本身無機(jī)械沖壓力，工件不易變形。熱影響極小，劃精度高，廣泛應(yīng)用于太陽能電池板、薄金屬片的切割和劃片。
測(cè)試機(jī)
測(cè)試機(jī)是檢測(cè)芯片功能和性能的專用設(shè)備。測(cè)試時(shí)，測(cè)試機(jī)對(duì)待測(cè)芯片施加輸入信號(hào)，得到輸出信號(hào)與預(yù)期值進(jìn)行比較，判斷芯片的電性性能和產(chǎn)品功能的有效性。在 CP、FT 檢測(cè)環(huán)節(jié)內(nèi)，測(cè)試機(jī)會(huì)分別將結(jié)果傳輸給探針臺(tái)和分選機(jī)。當(dāng)探針臺(tái)接收到測(cè)試結(jié)果后，會(huì)進(jìn)行噴墨操作以標(biāo)記出晶圓上有缺損的芯片；而當(dāng)分選器接收到來自測(cè)試機(jī)的結(jié)果后，則會(huì)對(duì)芯片進(jìn)行取舍和分類。
分選機(jī)
分選設(shè)備應(yīng)用于芯片封裝之后的 FT 測(cè)試環(huán)節(jié)，它是提供芯片篩選、分類功能的后道測(cè)試設(shè)備。分選機(jī)負(fù)責(zé)將輸入的芯片按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的取放方式運(yùn)輸?shù)綔y(cè)試模塊完成電路壓測(cè)，在此步驟內(nèi)分選機(jī)依據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)電路進(jìn)行取舍和分類。分選機(jī)按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為三大類別，即重力式（Gravity）分選機(jī)、轉(zhuǎn)塔式（Turret）分選機(jī)、平移拾取和放置式（PickandPlace）分選機(jī)。
探針機(jī)
探針臺(tái)用于晶圓加工之后、封裝工藝之前的 CP 測(cè)試環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)晶圓的輸送與定位，使晶圓上的晶粒依次與探針接觸并逐個(gè)測(cè)試。探針臺(tái)的工作流程為：通過載片臺(tái)將晶圓移動(dòng)到晶圓相機(jī)下——通過晶圓相機(jī)拍攝晶圓圖像，確定晶圓位置——將探針相機(jī)移動(dòng)到探針卡下，確定探針頭位置——將晶圓移動(dòng)到探針卡下——通過載片臺(tái)垂直方向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)針。
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