微电子专业实习报告

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1、目录 1 讲座篇.1 1.1凯虹讲座.1 1.2诺得卡讲座.2 1.3 CMOS讲座.4 2 参观篇.6 2.1上海新康电子有限公司.6 2.2 宏茂微电子上海有限公司.8 2.3上海蓝宝光电材料有限公司.10 2.4 台湾积体电路（上海）制造股份有限公司.12 2.5上海凯虹科技电子有限公司.13 2.6上海工程技术大学材料工程学院实验室.15 3 小结.15 4 参考文献.16一、 讲座篇 1.1凯虹讲座 在讲座中张老师为我们介绍了以平板显示、集成电路和太阳能光伏为支柱，中国“大半导体产业（泛半导体产业）”包括半导体、平板显示、光伏、印制电路等在内的中国大半导体产业.年中国集成电路市场规模

2、达亿元，同比增长 .半导体市场的驱动力主要来自于新兴技术和产业。除了像我们介绍了集成电路的发展，张老师还为我们介绍了许多半导体领域中新的封装技术。如3D封装。3D封装本质上是通过TSV硅通孔技术在内存芯片之间打孔，然后以导体材料填充这些孔，以产生垂直互连效果。 三星的3D封装技术W SP其中3D设计替代单芯片封装缩小了器件尺寸、减轻了重量。在速度方面，3D技术节约的功率可使3D元件以每秒更快的转换速度运转而不增加能耗、寄生性电容。3D封装更有效的利用了硅片的有效区域，与2D封装技术相比，3D技术的硅片效率超过100%;6 键合工艺比较图1在讲座中，张老师对于封装技术相关的各工作岗位也为我们做了

3、一个系统的介绍：在我看来，了解封装的相关各岗位对于我们封装专业的大三学生们是非常有用的，知道了每个岗位的工作和职能，才会让我们在以后找工作时有一个明确的就业方向。1.2 诺得卡讲座 在讲座中，周老师为我们讲解了微波晶体管的芯片焊接一、 技术背景1.约束着芯片焊接技术的发展的因素，主要有以下两个： Vces饱和压降。在焊接中，饱和压降越小越好； 热损。热损越少，焊接质量越好。2.在焊接中遇到的瓶颈问题有： 高温下性能的衰减； 银浆（导电环氧）烧结技术。二、 介绍金硅二相金属的相图1410 1063硅2.85%金三、 基本装置 加热 焊头在焊接过程中，对芯片施加向下的压力，使芯片与衬底焊在一起。注

4、：芯片的背面不平整，因为有氧化物和水汽。四、 相关参数 1.金层参数 2.芯片面积 3.超声波功率/震动幅度 4.衬底温度 5.焊头温度 6.焊接压力 7.焊接时间五、接下来，周老师还介绍了 公司的各个部门：技术部（ 设备维修制程制定工艺规范manager)质量部（检验员QC工程师 incoming check ；process；QA Gate失效分析manager）生产部（计划、VPH） 物流（仓库、采购） 行政 人力资源 财务 R&D 安全/工厂1.3 CMOS讲座CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互补金属氧化物半导体，电压控制的一

5、种放大器件。它的优点在于： 抗噪声 省能耗。1.CMOS集成电路工艺分类：2.CMOS步骤： 光刻（photo-lithography） 刻蚀（ETCH） 薄膜（Thin film） 炉管（Diffusion） 化学机械研磨（CMP）3.整合 1. Module integration 2. Transistor Layer 3. Gate Oxide Formation 4. Poly growth 5. Poly Oxide Formation 6. LDD（Light Dope Drain） Implant 7. Spacer Formation 8. S/D Plus Implant

6、9. Salicide Formation 10. ILD Passivation 11. Contact Plug Formation 12. IMD Deposition 13. MVIA Plug Formation二、参观篇2.1上海新康电子有限公司在新康的参观过程中，王老师用自己做的PPT为我们非常详细的讲解了他们公司封装的过程，让我把平时老师上课时学到的知识有了个系统的概念和认识，加深并拓宽了我对封装方面的知识的了解。 在参观的过程中，王老师还问到了如何通过包装上的编号来辨别芯片的型号，虽然我们没有学，但是回家后我找了相关的资料，发现芯片的编号是非常有讲究的。下面我举一个生活中大家

7、都比较熟悉的内存条的芯片编号来做分析。例：HYNIX DDR SDRAM芯片编号： HY XX X XX XX X X X X X X X - XX X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 - 13 14 1 HY是HYNIX的简称，代表着该颗粒是现代制造的产品。 2 内存芯片类型 3 处理工艺及供电4 芯片容量密度和刷新速度 5 内存条芯片结构 6 内存bank（储蓄位） 7 接口类型 8 内核代号 9 能源消耗10封装类型：（T=TSOP；Q=LOFP；FFBGA；FCFBGA（UTC:8x13mm） 11封装堆栈 12封装原料 13速度 14工作温度 整个DDR SDR

8、AM颗粒的编号，一共是由14组数字或字母组成，他们分别代表内存的一个重要参数，了解了他们，就等于了解了现代内存。 2.2宏茂微电子上海有限公司 在参观中，我了解到了宏茂微电子公司主要是进行内存条的封装，封装的类型为BGA封装。所谓的BGA技术（Ball Grid Array Package）即球栅阵列封装技术。晶圆针测(Chip Probing;CP)之目的在于针对晶片作电性功能上的测试(Test),使 IC 在进入构装前先行过滤出电性功能不良的晶片,以避免对不良品增加制造成本。半导体制程中,针测制程只要换上不同的测试配件,便可与测试制程共用相同的测试机台(Tester) 所以一般测试厂为提高

9、测试机台的使用率,除了 提供最终测试的服务亦接受晶片测试的订单。以下将此针测制程作一描述。上图为晶圆针测之流程图,其流程包括下面几道作业: (1)晶圆针测并作产品分类；晶圆针测的主要目的是测试晶圆中每一颗晶粒的电气特性,线路的连接,检查其是否为不良品,若为不良品,则点上一点红墨水,作为识别之用。除此之外,另一个目的是测试产品的良率,依良率的高低来判断晶圆制造的过程是否有误。良品率高时表示晶圆制造过程一切正常,若良品率过低,表示在晶圆制造的过程中,有某些步骤出现问题,必须尽快通知工程师检查。(2)雷射修补(Laser Repairing) 雷射修补的目的是修补那些尚可被修复的不良品(有设计备份电

10、路在其中者),提高产品的良品率。 当晶圆针测完成后,拥有备份电路的产品会与其在晶圆针测时所产生的测试结果资料一同送往雷射修补机中,这些资料包括不良品的位置,线路的配置等。雷射修补机的控制电脑可依这些资料,尝试将晶圆中的不良品修复。（3）加溫烘烤（Baking）加温烘烤是针测流程中的最后一项作业,加温烘烤的目的有二:(一)将点在晶粒上的红墨水烤干；(二)清理晶圆表面，经过加温烘烤的产品,只要有需求便可以出货。现在量产的很少再点ink了，都是直接wafer map 数据给封装厂。 同时工作人员也简要的为我们介绍了他们封装的后段：印字长烤去渣、去结电镀弯脚成型断/短路测试四目试检查包装/运货。2.3

11、上海蓝宝光电材料有限公司 在蓝宝参观时，里面的工作人员用PPT为我们讲解了LED的制造工艺流程。首先，他将这个流程大致非为了三大块：首先在衬低上制作氮化鎵（GaN）基的外延片，这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉(MOCVD)中完成的。准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，还有GaAs、AlN、ZnO等材料；在做完外延片后，下一步就开始对LED外延片做电极（P极，N极）；最后再是封装测试。 其实外延片的生产制作过程是非常复杂的，下面这张图是工作人员在讲解过程中为我们展示的蓝绿LED的外延层

12、结构。Blue/Green LED Epi-layer Structure对于大功率LED而言，在通电后会产生较大的热量。并且如果用于封装的环氧和金丝的膨胀系数不一样，那么膨胀时就会使金丝拉断或造成焊点接触电阻较大，从而影响了发光器件的质量。特别应注意的是，封装胶会因温度过高而出现胶体变黄，因此降低了透光度并影响光的输出。所以我们更应该考虑到LED的长久使用效果。从而应该用有机硅胶材料来封装。 2.4 台湾积体电路（上海）制造股份有限公司 在台积电的参观中，工作人员向我们介绍了晶圆的制造流程沙子长晶单晶硅锭 端点移除&直径研磨 主平面形成晶圆切片 边角磨光 研磨 晶圆蚀刻 抛光 晶圆检视 IC

13、前段工艺流程图在讲座中工作人员介绍到台积公司于1987年在新竹科学园区成立，是全球第一家的专业集成电路制造服务公司。 问到就业方面时，工作人员向我们介绍对于应届生，他们在工艺上主要会招收设备工程师和工艺工程师。对于就职的要求，他着重强调了要有志气，还有就是要具备他们公司的企业精神：ICIC： Integrity Innovation Commitment Customer Partnership2.5上海凯虹科技电子有限公司 在参观的过程中，工作人员告诉我凯虹的主要封装方式为QFN，之前我并不知道这个封装技术，经过他的介绍后，我又了解了一种新型的技术。4 QFN是一种焊盘尺寸小、体积小、以塑料

14、作为密封材料的新兴的表面贴装芯片封装技术。由于底部中央大暴露的焊盘被焊接到PCB的散热焊盘上，使得QFN具有极佳的电和热性能。 封装四侧配置有电极触点，但是，当印刷基板与封装之间产生应力时，在电极接触处就不能得到缓解。因此电 极触点 难于作到QFP 的引脚那样多，一般从14 到100 左右。 封装的材料有陶瓷和塑料两种。 DFN/QFN平台具有多功能性，可以让一个或多个半导体器件在无铅封装内连接。左图就展示出了这一封装的灵活性。他有四个芯片，16个引脚。 图片来源：百度百科.QFN封装4主要特点： 表面贴装封装 无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积 组件非常薄（1mm），可满足对空间有严格要求的

15、应用 非常低的阻抗、自感，可满足高速或者微波的应用 具有优异的热性能，主要是因为底部有大面积散热焊盘 重量轻，适合便携式应用 无引脚设计 工作人员还给我们介绍，在wafer进行封装工艺时，首先要进行背部研磨，厚度为微米级别，设备为PG200RM。Molding时他们那边有手动的传统模塑成型机和ASM自动模塑成型机，后者可以实现自动上料和下料。他还给我们讲解了TMTT二极管的一贯机，它是能将封装电镀后的二极管半成品进行测试、排向、打印、测试包装直到成品的生产设备。 测试中包括电镜测试，它是用于区分芯片的好坏，通常只要几十到一百毫秒就能完成一个芯片的测试，同时他也很热心的告诉我们二极管、三极管和齐

16、纳二极管（稳压二极管）是通过直流+交流的测试来区分其是否损坏。参观过程中让我印象最深的是，与其他参观的几家公司所介绍的封装过程相比，凯虹的芯片它是在封装过程中多了saw singulation ,就是在芯片molding完之后将其切割成单体。这是QFN封装与其他封装技术的区别。 2.6上海工程技术大学材料工程学院实验室在老师的带领中，我们参观了学校的实验。在参观过程中，我们看到了室实验室封装教学用设备、实验室注塑教学用设备、实验室离子溅射科研用设备。3. 小结这次的专业实习让我得到了很大的收获，特别是在对厂房的参观中，许多书本上平面的知识都以立体的形式出现在我眼前，让我对半导体相关知识的了解更

17、加的深入。同时，在查资料时，我也学到了很多以前书本上没学到的知识，让我对半导体这个大行业有踏近了一步。4. 参考文献1郎鹏,高志方,牛艳红.3D封装与硅通孔( TSV)工艺技术A.童志 义. 3D IC集成与硅通孔( TSV)互连J. 电子工业专用设备, 2009,(3) : 27 - 34.2百度百科.封装技术DB/OL. htm2009-09-16 /2010-10-17 3百度百科.LEDDB/OL. .htm 2006-04-26/2011-06-284百度百科.QFN封装DB/OL. .htm 2007-06-21/2011-03-29 5施敏.半导体器件物理与工艺M.苏州：苏州大学出版社,2002.6 三星开发出3D新封装技术J. 中国科技信息, 2006, (09)