本文介绍芯片封装工程师研发与制造所需要的知识和技能。本人微电子本硕毕业,在芯片行业摸爬滚打10余年,花费了3天时间梳理了相关知识要点,建议关注收藏。
1、集成电路从业的基础知识:
(1)半导体物理与器件知识。了解半导体材料属性,主要包括固体晶格结构、量子力学、固体量子理论、平衡半导体、输运现象、半导体中的非平衡过剩载流子;熟悉半导体器件基础,主要包括pn结、pn结二极管、金属半导体和半导体异质结、金属氧化物半导体场效应晶体管、双极晶体管、结型场效应晶体管等。
(2)信号与系统知识。熟悉线性系统的基本理论、信号与系统的基本概念、线性时不变系统、连续与离散信号的傅里叶表示、傅里叶变换以及时域和频域系统的分析方法等,能够理解各种信号系统的分析方法并比较其异同。
(3)模拟电路知识。熟悉基本放大电路、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率响应、放大电路中的反馈、信号的运算和处理、波形的发生和信号的转换、功率放大电路、直流电源和模拟电子电路读图等。
(4)数字电路知识。熟悉数制和码制、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、半导体存储电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形电路、数-模和模-数转换等。
(5)微机原理知识。了解数据在计算机中的运算与表示形式,计算机的基本组成,微处理器结构,寻址方式与指令系统,汇编语言程序设计基础,存储器及其接口,输入/输出及DMA技术,中断系统,可编程接口电路,总线技术,高性能微处理器的先进技术与典型结构,嵌入式系统与嵌入式处理器入门等。
(6)集成电路工艺流程知识。了解半导体技术导论,集成电路工艺导论,半导体基础知识,晶圆制造,外延和衬底加工技术,半导体工艺中的加热工艺,光刻工艺,等离子体工艺技术,离子注入工艺,刻蚀工艺,化学气相沉积与电介质薄膜沉积,金属化工艺,化学机械研磨工艺,半导体工艺整合,CMOS工艺演化。
(7)集成电路计算机辅助设计知识。了解CMOS集成电路设计时所需的EDA工具,主要分为EDA设计工具概念、模拟集成电路EDA技术、数字集成电路EDA技术与集成电路反向分析技术等。
2、集成电路从业相关的技术基础知识
(1)硬件描述语言知识。熟悉硬件描述语言(比如VerilogHDL)的基础语法、高级语法和与之匹配的硬件电路设计基础、高级电路设计案例等,理解VerilogHDL语法基础,了解逻辑电路、时序综合和状态机等复杂电路设计问题。
(2)电子设计自动化工具知识。熟练掌握模拟集成电路设计及仿真工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso、物理验证工具Mentor Calibre等的使用方法,数字方面掌握数字仿真设计工具Modelsim、逻辑综合工具Design Compiler、数字后端版图工具IC Compiler和Encounter等使用方法。
(3)集成电路设计流程知识。熟悉利用电子设计自动化(EDA)工具进行电路仿真、综合、版图设计、寄生参数提取和后仿真等设计流程。
(4)集成电路制造工艺开发知识。熟悉半导体制造工艺全貌、前段制程概述、清洗和干燥湿法工艺、离子注入和热处理工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、成膜工艺、平坦化 (CMP)工艺、CMOS工艺流程、后段制程工艺、后段制程等。
(5)集成电路封装设计知识。了解封装工艺流程、气密性封装与非气密性封装、典型封装技术、几种先进封装技术、封装性能的表征、封装缺陷与失效、缺陷与失效的分析技术
(6)集成电路测试技术及失效分析知识。了解集成电路测试流程,测试原理以及集成运算放大器、电源管理芯片、电可擦除编程只读存储器芯片、微控制器芯片、数模转换芯片等常见产品的测试方法。
3、集成电路测试工程师的从业技能盘点
仪器设备维护岗
青铜段位要求:能完成测试仪器设备的日常维护保养,处理常见软硬件异常,排除简单故障;能完成简单的测试异常数据分析及原因查找;能评估、管理和执行改善提案,提升仪器设备产出效能及产品质量。必备知识:集成电路测试仪器设备相关使用知识;仪器设备量值溯源知识;测试数据分析知识。
黄金段位要求:能制订设备保养计划、工艺文件和技术标准;能分析处理设备故障,总结设备异常,并提出解决方案。必备知识:设备维护知识;良率优化知识。
钻石段位要求:能完成设备到厂的装机导入,并制订标准操作程序;能编写设备维修手册;能根据实际需求对设备进行改造。必备知识:设备安装、调试知识;设备质量提升知识。
测试方案设计与优化岗
青铜段位要求:能根据客户提供的集成电路设计规范和测试设备规格,依据标准设计简单集成电路的电参数测试和可靠性试验方案;能根据具体测试设备和测试方案编写和调试测试程序;能设计简单的测试电路板、探针卡等测试硬件,并完成对测试硬件的调试验证;能分析和解决测试产品中的异常问题。必备知识:集成电路的电参数测试相关知识;性能测试和可靠性试验相关标准知识;测试硬件设计知识。
黄金段位要求:能根据集成电路设计规范和测试设备规格,依据标准,设计中等难度的电参数测试和可靠性试验方案;能完成不同测试平台的测试程序转换开发,进行测试程序分析与优化;能设计中等难度的测试电路板、探针卡等测试硬件,并对测试硬件进行调试验证。必备知识:性能测试和可靠性试验所依据的标准知识;电性能测试板和夹具设计知识;可靠性试验版和夹具设计知识;测试程序开发知识。
钻石段位要求:能根据集成电路设计规范和测试设备规格,依据标准设计复杂集成电路的电参数测试和可靠性试验方案;能完成不同测试平台的复杂测试程序转换开发,进行复杂测试程序分析与优化;能设计复杂的测试电路板、探针卡等测试硬件,并对测试硬件进行调试验证;能针对量产测试中的低良率问题,提出改进方案,完善测试流程;能编写作业规范并进行人员培训。必备知识:复杂集成电路测试和可靠性试验方案设计知识;多种平台测试程序开发知识;良率提升方法知识。
结果数据分析与处理岗
青铜段位要求:能监控和分析测试数据,发现相应的测试问题并进行优化;能完成测试结果的统计分析和测试报告的编写。必备知识:测试结果采集、存储和计算知识;数据统计分析知识。
黄金段位要求:能根据测试数据,提出改善质量和良率的建议并实施;能完成测试报告的审核并提出修订建议。必备知识:质量管理体系知识。
钻石段位要求:能综合分析测试结果和影响因素;能完整编写检测报告;能对初中级人员进行培训并编写培训计划。必备知识:失效分析知识;质量提升知识。