半导体是什么 带你了解半导体的一些知识

半导体在我们的生活中有着至关重要的地位，我们现在所享受到智能科技带来的生活和便捷都离不开半导体，下面一起了解一下什么是半导体吧。

半导体，顾名思义就是导电性介于导体和绝缘体之间的一类物体。通过杂质的掺入而改变材料的导电性能，这便是半导体技术的底层基础。由此延展，这一特性可以用来制作出各类具备不同IV特性（电流电压特性）的晶体管。将成万上亿只晶体管集成在一起，并实现一定的电路功能，便形成了集成电路。粗略地讲，集成电路经过设计、制造、封装、测试后便形成了一颗完整的芯片，它通常是一个可以立即使用的独立整体。

说到半导体，其实它的发现可以追溯到很久以前，早在1833年，英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。后来人们又陆续发现了半导体的其他三种特性：光电伏特效应、光电导效应、整流效应。

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。

半导体的生产制造流程十分复杂，我们都知道半导体的主要成分是硅，而沙子正好就是硅组成的，由沙子到半导体这俩的跨越难度可想而知。简单来讲，半导体的生产制造流程主要分为硅片制造、晶圆制造、IC封测。

其中硅片制造：硅片制造的原料是硅锭，硅锭在要经历许多工艺步骤才能制成合乎要求的硅片，包括研磨、刻印定位槽、切片、磨片、倒角、刻蚀、抛光、清洗、检测和包装；晶圆制造：晶圆指制造半导体晶体管或集成电路的衬底。晶圆制造过程主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、化学机械抛光、金属化七个相互独立的工艺流程；晶圆封测：导体封装测试是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。晶圆封测过程主要包括晶圆电测、切割、贴片、引线键合、封装、老化测试。

半导体是科技发展中必不可少的东西，在当下大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。

封装测试是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封，使芯片电路与外部器件实现电气连接，并为芯片提供机械物理保护，并利用集成电路设计企业提供的测试工具，对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。

为什么要封测呢？

封测的意义重大，获得一颗IC芯片要经过从设计到制造漫长的流程，然而一颗芯片相当小且薄，如果不在外施加保护，会被轻易的刮伤损坏。此外，因为芯片的尺寸微小，如果不用一个较大尺寸的外壳，将不易以人工安置在电路板上。而这个时候 封测 技术就派上用场了。

封测有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封测外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此，封测对集成电路起着重要的作用。

封测的作用有那些？

1、保护

半导体芯片的生产车间都有非常严格的生产条件控制，恒定的温度、恒定的湿度、严格的空气尘埃颗粒度控制及严格的静电保护措施，裸露的装芯片只有在这种严格的环境控制下才不会失效。但是，我们所生活的周围环境完全不可能具备这种条件，低温可能会有-40°C、高温可能会有60°C、湿度可能达到100%，如果是汽车产品，其工作温度可能高达120℃以上。同时还会有各种外界的杂质、静电等等问题会侵扰脆弱的芯片。所以需要封测来更好的保护芯片，为芯片创造一个好的工作环境。

2、支撑

支撑有两个作用，一是支撑芯片，将芯片固定好便于电路的连接，二是封测完成以后，形成一定的外形以支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。

3、连接

连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连通。引脚用于和外界电路连通，金线则将引脚和芯片的电路连接起来。载片台用于承载芯片，环氧树脂粘合剂用于将芯片粘贴在载片台上，引脚用于支撑整个器件，而塑封体则起到固定及保护作用。

4、散热

增强散热，是考虑到所有半导体产品在工作的时候都会产生热量，而当热量达到一定限度的时候便会影响芯片的正常工作。事实上，封装体的各种材料本身就可以带走一部分热量，当然，对于大多数发热量大的芯片，除了通过封测材料进行降温外，还需要考虑在芯片上额外安装一个金属散热片或风扇以达到更好的散热效果。

5、可靠性

任何封装都需要形成一定的可靠性， 这是整个封装工艺中最重要的衡量指标。原始的芯片离开特定的生存环境后就会损毁，需要封装。芯片的工作寿命，主要决于对封装材料和封装工艺的选择。

封测的类型和流程

目前总共有上千种独立的封测类型并且没有统一的系统来识别它们。有些以它们的设计命名（DIP，扁平型，等等），有些以其结构技术命名（塑封，CERDIP，等等），有的按照体积命名，其他的以其应用命名。

芯片的封测技术已经历经好几代的变迁，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封测面积之比越来越接近，使用频率越来越高，耐温性能越来越好，以及引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得见的变化。

下面讲解一下封测的主要流程：

封装工艺流程 一般可以分为两个部分，用塑料封装之前的工艺步骤成为前段 *** 作，在成型之后的工艺步骤成为后段 *** 作。基本工艺流程包括：硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、成型技术、去飞边毛刺、切筋成型、上焊锡打码等工序，下面就具体到每一个步骤：

一、前段：

背面减薄（back grinding）：刚出场的圆镜（wafer）进行背面减薄，达到封装需要的厚度。在背面磨片时，要在正面粘贴胶带来保护电路区域。研磨之后，去除胶带。

圆镜切割（wafer Saw）：将圆镜粘贴在蓝膜上，再将圆镜切割成一个个独立的Dice，再对Dice进行清洗。

光检查：检查是否出现废品

芯片粘接（Die Attach）：芯片粘接，银浆固化（防止氧化），引线焊接。

二、后段：

注塑：防止外部冲击，用EMC（塑封料）把产品封测起来，同时加热硬化。

激光打字：在产品上刻上相应的内容。

高温固化：保护IC内部结构，消除内部应力。

去溢料：修剪边角。

电镀：提高导电性能，增强可焊接性。

最后切片成型检查产品良率，那么怎么来检测封测成型之后的产品功能筛选废品呢？跟进不同的封装类型来采购对应的IC测试座以及老化座来进行IC的功能性测试，最后通过温湿度加速老化确认之后包装出厂。

这就是一个完整芯片封测的过程。芯片封测技术我国已经走在世界前列，这为我们大力发展芯片提供了良好的基础。未来几年，芯片行业的整体增速将维持在30%以上。这是一个非常可观的增速，意味着行业规模不到3年就将翻一番。如此高速的增长，芯片行业3大细分领域——设计、制造、封装与测试（简称“封测”）均将受益。相信在国人的努力下，我们的设计和制造水平也会有一天能够走向世界，引领时代。

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