存储器芯片封装技术详解

存储器芯片封装技术详解存储器想必大家已经非常熟悉了，大到物联网服务器终端，小到我们日常应用的手机、电脑等电子设备，都离不开它。作为计算机的“记忆”装置，其主要功能是存放程序和数据。一般来说，存储器可分为两类：易失性存储器和非易失性存储器。其中，“易失性存储器”是指断电以后，内存信息流失的存储器，例如DRAM（动态随机存取存储器），包括电脑中的内存条。而“非失性存储器”是指断电之后，内存信息仍然存在的存储器，主要有NORFlash和NANDFlash两种。存储器的发展趋势存储器作为电子元器件的重要组成部分，在半导体产品中占有很大比例。根据ICInsights统计，即使全球市场持续受到COVID-19的影响，存储产品的年增长率仍将突破12%,达到124.1B$，并且在数据中心和云服务器应用上发展巨大。根据其预测，在不久的将来，存储的需求将保持10.8%的增长率，同时均价也将以7.3%的年增长率逐年上升，将成为芯片行业最大增长点之一。虽然，大众普遍对于存储器已有初步认知，但对于其制造流程还是不甚了解。根据产业链划分，存储器制造流程的核心环节主要包括四个部分，即IC设计芯片制造、芯片封装、成品测试。其中芯片封装与成品测试属于芯片制造的最后环节，也是决定着产品是否成功的关键步骤。长电科技具备核心封测技术和自2004年以来的大量生产经验，能有效把控存储封装良品率，助力存储产品迅速发展。目前全球存储器封装技术几经变迁，封装工艺逐渐由双列直插的通孔插装型转向表面贴装的封装形式，其中先进的封装技术是发展主流，包括晶圆级封装（WLP）、三维封装（3DP）和系统级封装（SiP）等。存储器和终端厂商在成本允许的条件下，采用先进封装技术能够提升存储性能，以适应新一代高频、高速、大容量存储芯片的需求。长电解决方案迎击挑战存储器的封装工艺制程主要分为圆片超薄磨划、堆叠装片、打线、后段封装几个环节。其中，“圆片磨划”是存储技术的3大关键之一，其主要目的是硅片减薄和切割分离。这对于存储封装的轻量化、小型化发展十分重要，然而更薄的芯片需要更高级别的工艺能力和控制，这使得许多封装厂商面临着巨大的挑战。翘曲和碎屑随着芯片的厚度越薄，芯片强度越脆，传统的磨划工艺很容易产生芯片裂纹，这是由于传统机械切割会在芯片中产生应力，这将会导致芯片产生一些损伤，如侧崩、芯片碎裂等，而减薄后的圆片，厚度越小，其翘曲度越大，极易造成圆片破裂。在此环节，长电科技摒弃了对芯片厚度有局限性的传统磨划工艺，根据金属层厚度与圆片厚度的不同，分别采用DAG（研磨后划片）、SDBG（研磨前隐形切割）、DBG（先划后磨）等不同的工艺技术。DBG工艺是将原来的「背面研磨一划片」的工艺程序进行逆向操作，即：先对晶片进行半切割加工，然后通过背面研磨使晶片分割成芯片的技术。通过运用该技术，可最大限度地抑制分割芯片时产生的侧崩和碎裂，大大增强了芯片的自身强度。而SDBG则是一种激光切割方法，与刀片切割不同，这种方法不会产生机械振动，而是在芯片内部形成变质层之后，以变质层为起点进行分割，最后通过研磨将变质层除去。因此，使用隐形切割工艺时，刀痕宽度几乎为零，这对切割道进一步狭窄化有着很大的贡献。与通常的刀片切割工艺相比，单位圆片可获取的芯片数量有望增加。异物当然，除了翘曲和碎裂的问题，在芯片封装过程中，任何一颗细小的颗粒都是致命的，它很可能会导致芯片的碎裂，从而使整个产品报废。因此，在生产过程中对于洁净度控制显得尤为重要。针对这个问题，长电科技不仅为每台贴片机器配置HEPA过滤器，并且还为工作人员设置专用、密封的工具进行产品转移，以确保绝对洁净的作业环境。作为全球领先的半导体微系统集成和封装测试服务提供商，长电科技不仅在“圆片磨划”环节有良好的把控，对于整体的封装工艺都有着成熟的技术和先进的设备支持。针对超薄芯片的贴装，长电科技有着多条SMT产线、贴装超薄芯片夹具与先进的molding工艺，能够帮助客户提供最佳的封装解决方案。专用以及封装工具存储芯片完成封装工艺之后，将进入测试阶段，这个阶段主要是为了确认芯片是否能够按照设计的功能正常运作，如DRAM产品测试流程包括了老化测试、核心测试、速度测试、后段工艺几个步骤，只有测试合格的产品才可以进行量产和出货。长电科技在测试环节拥有先进的测试系统和能力，能够向客户提供全套测试平台和工程服务，包括晶圆凸点、探针、最终测试、后测试和系统级测试，以帮助客户以最低的测试成本实现最优解。目前长电科技已经和国内外存储类产品厂商之间有广泛的合作。其中，NAND闪存以及动态随机存储产品已得到海内外客户认可，并已经量产。随着芯片不断向微型化发展，工艺制程开始向着更小