Производственная линия по упаковке и тестированию микросхемных модулей смарт-карт представляет собой серию оборудования и процессов, используемых для производства и тестирования модулей интегральных схем (ИС) в смарт-картах (таких как банковские карты, SIM-карты и т.д.).
Модуль ИС смарт-карты является основной частью смарт-карты и отвечает за хранение и обработку данных. Упаковка и тестирование (packaging and testing) - это два очень важных этапа в процессе производства микросхемных модулей смарт-карт, которые обеспечивают функциональность и надежность микросхемных модулей.Инкапсуляция заключается в установке открытой микросхемы в защитный корпус для облегчения использования смарт-карт и защиты микросхемы от физических повреждений. Процесс упаковки обычно включает в себя склеивание чипов (штамповка), склеивание проволокой (Wire bonding), склеивание и запечатывание, предварительную персонализацию, тестирование и другие процессы.
Под die bonding понимается крепление матрицы к подложке или носителю, которым может быть печатная плата (PCB), керамическая или пластиковая упаковка и т.д. Die bonding должно обеспечивать не только физическую фиксацию чипа, но и хорошее электрическое соединение и терморегулирование. Die bonding - это сложный процесс в производстве полупроводников, который требует сложного оборудования и высокого уровня технических знаний. Основные технологии включают：
Соединение сваркой: использование металлического припоя (например, золотой, оловянный, серебряный и т.д.) для сварки чипа и подложки при высокой температуре. Сварка может обеспечить хорошие электрические и тепловые соединения, но высокая температура в процессе может привести к повреждению микросхемы.
Склеивание серебряным клеем: использование серебросодержащего токопроводящего клея для соединения чипа с подложкой. Склеивание серебряным клеем - это низкотемпературный процесс, подходящий для чувствительных к температуре применений. Это обеспечивает хорошее электрическое соединение, но характеристики теплового соединения могут быть не такими высокими, как при сварке.
Склеивание эпоксидной смолой: использование эпоксидной смолы в качестве клея для приклеивания чипа к подложке. Склеивание эпоксидной смолой является недорогим методом и подходит для применений, не требующих высоких электрических или тепловых свойств.
Склеивание под давлением: стружка вдавливается в клей на подложке под действием физического давления. Этот метод прост и быстр, но может не обеспечить достаточной надежности в долгосрочной перспективе.
Ультразвуковое склеивание: тепло и давление, создаваемые ультразвуковыми колебаниями, используются для приклеивания чипа к подложке. Этот метод в основном используется для склеивания золотой проволокой, но он также может быть использован для некоторых видов склеивания стружки.
При соединении проводов (wire bonding) используются золотые или алюминиевые провода для соединения крошечных точек контакта на чипе с контактами на носителе для обеспечения электрических соединений. Эта технология широко используема в процессе упаковки полупроводников. Она используется для соединения крошечных контактов на кристалле интегральной схемы (ИС) или другого полупроводникового устройства с контактами на выводной раме или печатной плате (PCB) внутри упаковки. Этот процесс необходим для обеспечения функциональности электронных устройств, поскольку он обеспечивает канал передачи электронных сигналов и электроэнергии между чипом и внешним миром.
К основным видам склеивания проволокой относятся：
Склеивание шариками (ball bonding): это наиболее распространенный тип склеивания проволокой, в основном с использованием золотой (Au) или алюминиевой (Al) проволоки. Процесс склеивания шариков начинается с использования пламени или электрической дуги для расплавления одного конца золотой проволоки с образованием небольшого шарика. Шарик прижимается к контактной площадке чипа для формирования первого контакта, а затем золотая проволока проходит через соединительную головку и перемещается в положение второго контакта (обычно это выводная рамка или контактная площадка на печатной плате), где золотая проволока обрезается и образуется второй контакт.
Клиновидное склеивание (wedge bonding): клиновидное склеивание может быть выполнено с использованием золотой или алюминиевой проволоки. В отличие от шарикового соединения, при клиновом соединении используется та же технология соединения между двумя контактами. Соединительная головка прижимает проволоку к первому контакту для образования соединения, затем перемещается ко второму контакту, снова прижимает для образования второго соединения и, наконец, отсекает проволоку. Клиновые клавиши подходят для работы при более низких температурах и меньших размерах накладок.
Клееная упаковка (adhesive coating): в основном используется для защиты электронных компонентов от воздействия внешней среды, такой как влажность, пыль, химическая коррозия и т.д., а также для обеспечения определенной степени физической защиты от механических повреждений. Эта технология упаковки широко используется в различном электронном оборудовании и печатных платах, особенно в ситуациях, когда необходимо повысить адаптируемость к окружающей среде и надежность.
Предварительная персонализация (pre-personalization): в соответствии с конкретными потребностями приложения или предпочтениями клиента предварительно настраивается некоторая базовая информация или функции чипа. Эти данные могут включать уникальные идентификаторы (например, серийные номера), ключи шифрования, информацию о пользователе и т.д. Чтобы записать эти данные на чип, на этом этапе обычно требуется специальная аппаратная и программная поддержка.
Тестирование: После завершения предварительно настроенной операции протестируйте и проверьте, чтобы убедиться в правильности предварительно настроенной конфигурации чипа и в том, что каждый модуль может работать должным образом. Процесс тестирования обычно включает в себя：
Электрическое тестирование: Проверьте электрические характеристики модуля микросхемы, такие как потребляемая мощность, рабочая частота и т.д., чтобы убедиться, что он соответствует техническим требованиям.
Функциональное тестирование: Моделируя сценарии практического применения, проверьте, нормально ли функционирует модуль ИС.
Проверка работоспособности: Оцените работоспособность модуля микросхемы в различных условиях, включая влияние таких факторов окружающей среды, как температура и влажность.
Испытание на долговечность: Смоделируйте условия длительного использования, чтобы убедиться в надежности и долговечности модуля микросхемы.
Производственная линия по упаковке и тестированию ИС-модулей для смарт-карт - это высокоинтегрированное автоматизированное оборудование, которое может обеспечить эффективность производства и качество продукции. Каждый этап, начиная с упаковки чипа и заканчивая окончательным тестированием, требует сложного оборудования и строгого контроля качества. С постоянным расширением применения смарт-карт спрос на микросхемы также растет, что способствует постоянному прогрессу и инновациям в области упаковки и технологий тестирования.
Являясь предприятием, занимающимся исследованиями и разработкой смарт-карт и чипового оборудования на протяжении многих лет, PIOTEC обладает богатым техническим опытом в области упаковки и тестирования ИС-модулей смарт-карт и может предоставить интегрированные производственные линии по упаковке и тестированию ИС-модулей смарт-карт в соответствии с потребностями клиентов (различные технические маршруты, производственные мощности, финансовые вложения и т.д.). В том числе оборудование для склеивания штампов, оборудование для склеивания проводов, оборудование для герметизации полос модулей, оборудование для записи и тестирования данных инициализации полос модулей, оборудование для тестирования AOI и т.д., В то же время предоставляются различные специальные инструменты и материалы для тестирования.
