В этой статье Вы узнаете:
- Как проходит финальный этап производства микросхем — сборка и тестирование
- Почему чистые помещения на стадии сборки имеют другие требования к классу чистоты (от ISO 7 до ISO 5)
- Какие семь технологических шагов превращают пластину в готовую микросхему
Время прочтения: 5-7 минут
Сборка и тестирование: когда микросхема выходит в «большой мир»
Если предыдущие этапы — выращивание кристалла и производство пластины — можно сравнить с детством и юностью будущей микросхемы, то сборка и тестирование — это её взрослая жизнь. Именно здесь кристаллы отделяются от пластины, монтируются на подложку или выводную рамку, соединяются проводниками, герметизируются и проходят финальные проверки. На выходе — уже не заготовка, а готовое изделие, которому предстоит работать в реальных условиях.
Почему требования к чистоте меняются
На первых стадиях главной угрозой были атомарные и ионные загрязнения: частица натрия или молекула органики могла исказить структуру транзистора. Но теперь микросхема уже сформирована — она уязвима к другому:
- проводящим частицам, которые способны замкнуть контакты;
- электростатическим разрядам, которые могут вывести схему из строя даже при напряжении всего в 12 В;
- остаточным маслам, чернилам или плёнкам, мешающим пайке и герметизации.
Поэтому чистые помещения этого этапа отличаются: здесь важна не столько защита от атомов, сколько от пыли, статики и механических дефектов. Стандарт — от ISO 7 (10 000) до ISO 5 (100) в наиболее ответственных зонах.
Семь шагов на пути от пластины к микросхеме
Технологическая карта финальной стадии выглядит так:
1. Тестирование пластины — многоэлектродные установки проверяют каждую схему; брак помечается.
2. Фиксация пластины — подготовка к разрезке на чипы.
3. Разделение — алмазная дисковая пила режет пластину на отдельные кристаллы.
4. Посадка кристаллов — вакуумный инструмент устанавливает чипы на выводную рамку.
5. Соединение проводников — золотая проволока толщиной в десятки микрон соединяет контактные площадки кристалла с рамкой.
6. Корпусирование — герметизация пластмассой или керамикой для защиты от внешней среды.
7. Финальное тестирование — проверка в эксплуатационных и экстремальных условиях.
Только после этих шагов микросхема получает право выйти за пределы чистой зоны.
Цена ошибки на финише
На этом этапе ставка особенно высока. Если загрязнение на ранней стадии могло испортить часть пластины, то здесь ошибка уничтожает готовое изделие. Потери измеряются уже не десятками часов работы, а месяцами проектирования и миллионами долларов.
История микроэлектроники знает случаи, когда дефект, возникший на этапе сборки, выводил из строя целые партии. Иногда причиной оказывалась пылинка, прилипшая к корпусу, иногда — статический разряд, возникший от прикосновения неразряженного инструмента.
Чистое помещение как «страховка» от человеческого фактора
Именно здесь проявляется главный парадокс: даже идеально изготовленный кристалл можно погубить неаккуратным движением оператора. Поэтому проектирование зон сборки и тестирования строится вокруг минимизации человеческого фактора:
- антистатическая одежда и инструменты;
- маршрутизация движения персонала;
- локальные зоны с ISO 5 для работы с открытыми кристаллами;
- системы контроля частиц и разрядов в реальном времени.
Здесь чистое помещение уже становится не только инженерной средой, но и страховкой от ошибок человека.
И что дальше?
На этом цикл производства микросхем завершён — от песка до корпуса. Но вместе с ним начинается новая история: как проектировать помещения так, чтобы каждая из стадий была защищена от угроз именно своего уровня.
В следующей части мы разберём правила проектирования помещений для производства пластин: от логики зонирования и маршрутов движения до выбора фильтров, полов и потолков.
Присоединяйтесь к нашему Telegram каналу : https://t.me/CleanRoomInSights .
Канал №1 о чистых помещениях. Кладезь практических знаний от экспертов GMLPANEL.
Проектирование, строительство, обслуживание — всё, что должен знать подрядчик, проектировщик или владелец производства.
Без воды — только то, что работает в реальности.