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淺談存儲器芯片封裝技術(shù)之挑戰(zhàn)

2020-12-10
來源:長電科技
關(guān)鍵詞: 長電科技 存儲器 芯片 封裝

存儲器想必大家已經(jīng)非常熟悉了,大到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器終端,,小到我們?nèi)粘?yīng)用的手機(jī),、電腦等電子設(shè)備,都離不開它,。作為計(jì)算機(jī)的“記憶”裝置,其主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。一般來說,,存儲器可分為兩類:易失性存儲器和非易失性存儲器。其中,,“易失性存儲器”是指斷電以后,,內(nèi)存信息流失的存儲器,例如 DRAM(動態(tài)隨機(jī)存取存儲器),,包括電腦中的內(nèi)存條,。而“非失性存儲器”是指斷電之后,內(nèi)存信息仍然存在的存儲器,,主要有 NOR Flash 和 NAND Flash 兩種,。

存儲器的發(fā)展趨勢

存儲器作為電子元器件的重要組成部分,在半導(dǎo)體產(chǎn)品中占有很大比例,。根據(jù) IC Insights 統(tǒng)計(jì),,即使全球市場持續(xù)受到 COVID-19 的影響,存儲產(chǎn)品的年增長率仍將突破 12%,,達(dá)到 124.1B$,,并且在數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)器應(yīng)用上發(fā)展巨大。根據(jù)其預(yù)測,,在不久的將來,,存儲的需求將保持 10.8% 的增長率,同時(shí)均價(jià)也將以 7.3% 的年增長率逐年上升,,將成為芯片行業(yè)最大增長點(diǎn)之一,。

 

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雖然,大眾普遍對于存儲器已有初步認(rèn)知,,但對于其制造流程還是不甚了解,。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈劃分,存儲器制造流程的核心環(huán)節(jié)主要包括四個(gè)部分,,即 IC 設(shè)計(jì),、芯片制造、芯片封裝、成品測試,。其中芯片封裝與成品測試屬于芯片制造的最后環(huán)節(jié),,也是決定著產(chǎn)品是否成功的關(guān)鍵步驟。長電科技具備核心封測技術(shù)和自 2004 年以來的大量生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),,能有效把控存儲封裝良品率,,助力存儲產(chǎn)品迅速發(fā)展。

目前全球存儲器封裝技術(shù)幾經(jīng)變遷,,封裝工藝逐漸由雙列直插的通孔插裝型轉(zhuǎn)向表面貼裝的封裝形式,,其中先進(jìn)的封裝技術(shù)是發(fā)展主流,包括晶圓級封裝(WLP),、三維封裝(3DP)和系統(tǒng)級封裝(SiP)等,。存儲器和終端廠商在成本允許的條件下,采用先進(jìn)封裝技術(shù)能夠提升存儲性能,,以適應(yīng)新一代高頻,、高速、大容量存儲芯片的需求,。

長電解決方案迎擊挑戰(zhàn)

存儲器的封裝工藝制程主要分為圓片超薄磨劃,、堆疊裝片、打線,、后段封裝幾個(gè)環(huán)節(jié)。其中,,“圓片磨劃”是存儲技術(shù)的 3 大關(guān)鍵之一,,其主要目的是硅片減薄和切割分離。這對于存儲封裝的輕量化,、小型化發(fā)展十分重要,,然而更薄的芯片需要更高級別的工藝能力和控制,這使得許多封裝廠商面臨著巨大的挑戰(zhàn),。

翹曲和碎屑

隨著芯片的厚度越薄,,芯片強(qiáng)度越脆,傳統(tǒng)的磨劃工藝很容易產(chǎn)生芯片裂紋,,這是由于傳統(tǒng)機(jī)械切割會在芯片中產(chǎn)生應(yīng)力,,這將會導(dǎo)致芯片產(chǎn)生一些損傷,如側(cè)崩,、芯片碎裂等,,而減薄后的圓片,厚度越小,,其翹曲度越大,,極易造成圓片破裂。

在此環(huán)節(jié),長電科技摒棄了對芯片厚度有局限性的傳統(tǒng)磨劃工藝,,根據(jù)金屬層厚度與圓片厚度的不同,,分別采用 DAG(研磨后劃片)、SDBG(研磨前隱形切割),、DBG(先劃后磨)等不同的工藝技術(shù),。

DBG 工藝是將原來的「背面研磨→劃片」的工藝程序進(jìn)行逆向操作,即:先對晶片進(jìn)行半切割加工,,然后通過背面研磨使晶片分割成芯片的技術(shù),。通過運(yùn)用該技術(shù),可最大限度地抑制分割芯片時(shí)產(chǎn)生的側(cè)崩和碎裂,,大大增強(qiáng)了芯片的自身強(qiáng)度,。

 

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而 SDBG 則是一種激光切割方法,與刀片切割不同,,這種方法不會產(chǎn)生機(jī)械振動,,而是在芯片內(nèi)部形成變質(zhì)層之后,以變質(zhì)層為起點(diǎn)進(jìn)行分割,,最后通過研磨將變質(zhì)層除去,。因此,使用隱形切割工藝時(shí),,刀痕寬度幾乎為零,,這對切割道進(jìn)一步狹窄化有著很大的貢獻(xiàn)。與通常的刀片切割工藝相比,,單位圓片可獲取的芯片數(shù)量有望增加,。

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當(dāng)然,除了翹曲和碎裂的問題,,在芯片封裝過程中,,任何一顆細(xì)小的顆粒都是致命的,它很可能會導(dǎo)致芯片的碎裂,,從而使整個(gè)產(chǎn)品報(bào)廢,。因此,在生產(chǎn)過程中對于潔凈度控制顯得尤為重要,。 

針對這個(gè)問題,,長電科技不僅為每臺貼片機(jī)器配置 HEPA 過濾器,并且還為工作人員設(shè)置專用,、密封的工具進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)移,,以確保絕對潔凈的作業(yè)環(huán)境。作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體微系統(tǒng)集成和封裝測試服務(wù)提供商,,長電科技不僅在“圓片磨劃”環(huán)節(jié)有良好的把控,,對于整體的封裝工藝都有著成熟的技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備支持。針對超薄芯片的貼裝,長電科技有著多條 SMT 產(chǎn)線,、貼裝超薄芯片夾具與先進(jìn)的 molding 工藝,,能夠幫助客戶提供最佳的封裝解決方案。

 

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專用以及封裝工具

存儲芯片完成封裝工藝之后,,將進(jìn)入測試階段,,這個(gè)階段主要是為了確認(rèn)芯片是否能夠按照設(shè)計(jì)的功能正常運(yùn)作,如 DRAM 產(chǎn)品測試流程包括了老化測試,、核心測試,、速度測試、后段工藝幾個(gè)步驟,,只有測試合格的產(chǎn)品才可以進(jìn)行量產(chǎn)和出貨,。

長電科技在測試環(huán)節(jié)擁有先進(jìn)的測試系統(tǒng)和能力,能夠向客戶提供全套測試平臺和工程服務(wù),,包括晶圓凸點(diǎn),、探針、最終測試,、后測試和系統(tǒng)級測試,,以幫助客戶以最低的測試成本實(shí)現(xiàn)最優(yōu)解。目前長電科技已經(jīng)和國內(nèi)外存儲類產(chǎn)品廠商之間有廣泛的合作,。其中,,NAND 閃存以及動態(tài)隨機(jī)存儲產(chǎn)品已得到海內(nèi)外客戶認(rèn)可,并已經(jīng)量產(chǎn),。

隨著芯片不斷向微型化發(fā)展,,工藝制程開始向著更小制程推進(jìn),已經(jīng)越來越逼近物理極限,。在此情況下,先進(jìn)的封測技術(shù)是未來存儲技術(shù)的重要發(fā)展方向,。長電科技作為中國封測領(lǐng)域的龍頭企業(yè),,在先進(jìn)封測領(lǐng)域持續(xù)突破創(chuàng)新,致力于為客戶提供優(yōu)質(zhì),、全面的服務(wù),,助力存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展。


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