器件級(jí)封裝工藝

1、晶片減薄劃片芯片貼裝塑封成型引線鍵合切筋打彎打標(biāo)檢查下面以最普遍的塑料封裝工藝為例，介紹器件級(jí)封裝工藝流程，下圖就是塑料封裝工藝流程，下面將對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行介紹。晶片減薄和劃片晶片減薄是從晶片背面進(jìn)行研磨，將其減薄到適合封裝的程度。由于晶片的尺寸越來(lái)越大，為了增加其機(jī)械強(qiáng)度，防止在加工過(guò)程中發(fā)生形變、開(kāi)裂，晶片的厚度也一直在增加。但是，隨著系統(tǒng)朝輕薄、短小的方向發(fā)展，要求芯片封裝后模塊的厚度變得越來(lái)越薄。因此，在封裝之前，一定要將晶片的厚度減薄到可以接受的程度，以滿足芯片配裝的要求。在減薄的工序中，受力的均勻性將是關(guān)鍵，否則，晶片很容易變形、開(kāi)裂。晶片減薄后，可以進(jìn)行劃片。劃片機(jī)同時(shí)配備脈沖激光

2、束、鉆石尖的劃片工具或包金剛刀的鋸刀。劃片后用顯微鏡進(jìn)行檢查，看是否有劃傷等缺陷，合格的芯片進(jìn)入下道工序。KEVINKEVIN芯片貼裝 芯片貼裝，是將切割下來(lái)的芯片貼裝到框架的中間焊盤上。常用的芯片貼裝工藝方法主要有共晶焊接、導(dǎo)電膠粘結(jié)和聚合物粘結(jié)等幾種。 在塑料封裝中最常用的的方法是使用聚合物粘結(jié)劑粘貼到金屬框架上。常用的聚合物是環(huán)氧或聚酰亞胺，用芯片粘結(jié)劑貼裝的工藝過(guò)程如下：用針筒或注射器將粘結(jié)劑涂布到芯片焊盤上，然后用自動(dòng)拾片機(jī)（機(jī)械手）將芯片精確地放置到芯片焊盤的粘結(jié)劑上面。 芯片放置不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生一系列問(wèn)題：如空洞引起芯片局部溫度升高，器件發(fā)生電性能的退化或熱燒毀；環(huán)氧粘結(jié)劑在引腳上造

3、成搭橋現(xiàn)象，引起內(nèi)連接問(wèn)題；在引線鍵合時(shí)造成框架翹曲，使得一邊引線應(yīng)力大，一邊引線應(yīng)力小。引線鍵合在塑料封裝中，引線鍵合是主要的互連技術(shù)。該工藝是用金線將芯片上的引線孔和框架襯墊上的引腳相連接，使芯片能與外部電路互連。該工藝以及芯片的其他互連技術(shù)，包括載帶自動(dòng)焊和倒裝焊。塑封成型塑封的成型技術(shù)包括轉(zhuǎn)移成型技術(shù)、噴射成型技術(shù)和預(yù)成型技術(shù)等，最主要的成型技術(shù)是轉(zhuǎn)移成型技術(shù)。轉(zhuǎn)移成型使用的材料一般為熱固性聚合物。這種材料在低溫時(shí)塑性的或流動(dòng)的，但當(dāng)將其加熱到一定溫度時(shí)，即發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成剛性固體。再將其加熱時(shí)，只能變軟而不可能熔化、流動(dòng)。在塑料封裝中使用的典型成型技術(shù)的工藝過(guò)程如下：將已貼裝好芯片

4、并完成引線鍵合的框架帶置于模具中，塑料被擠壓注入模腔后快速固化，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓，使得模塊達(dá)到一定的硬度，然后用頂桿頂出模塊。打標(biāo)打標(biāo)是在封裝模塊的頂表面印上去不掉的、字跡清楚的字母和標(biāo)識(shí)，包括制造商的信息、國(guó)家和器件代碼等，主要是為了識(shí)別并跟蹤。常采用激光技術(shù)進(jìn)行打標(biāo)。切筋打彎切筋打彎實(shí)際上是兩道工序，但通常同時(shí)完成。所謂的切筋工藝，是指切除框架外引腳之間的堤壩以及在框架帶上連在一起的地方。打彎工藝則是將引腳彎成一定的形狀，以適合轉(zhuǎn)配的需要。這些工藝完成以后，要進(jìn)行封裝后的檢查，合格才能出貨。 引線鍵合WB是一種傳統(tǒng)的、最常用也是最成熟的芯片互連技術(shù)，至今各類芯片的焊接仍以WB為主，他又可

5、以分為熱壓焊、超聲焊和熱壓超聲焊。 熱壓超聲焊與熱壓焊的區(qū)別為，后者只需要加熱加壓，前者不僅需要加熱加壓，而且還需要加超聲。加超聲可以降低熱壓溫度，這可以大大降低在鋁焊盤上形成Au-Al金屬間化合物的可能性，延長(zhǎng)器件壽命，同時(shí)降低了電路參數(shù)的漂移。因此熱壓超聲焊已逐步取代了熱壓焊。下面介紹一下超聲熱壓焊的過(guò)程。1.劈刀下降，焊球被鎖定在中央；2.在壓力、超聲和溫度的作用下形成連接；3.劈刀上升到弧形最高點(diǎn)；4.高速運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)鍵合點(diǎn)，形成弧形；5.在壓力、超聲和溫度的作用下形成第二個(gè)連接；6.劈刀上升到一定位置，送出尾絲，夾住引線，拉斷尾絲；7.引燃電弧，形成焊球，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。 載帶自動(dòng)焊

6、TAB是一種基于金屬化柔性高分子載帶將芯片組裝到基板上的互連技術(shù)。這種載帶是一種金屬化膜片，形狀類似電影膠片，兩邊帶有齒孔，多采用聚酰亞胺制作。它既作為芯片的支撐，又作為芯片同周圍電路的連接引線。 TAB的工藝步驟：1.在裸芯片上形成凸點(diǎn)，主要采用氧化、光刻、濺射和電鍍工藝制作，在芯片上的鋁焊盤上形成 ；2.制作柔性載帶，載帶上有內(nèi)引線和外引線；3.內(nèi)引線壓焊，利用熱壓焊將芯片上的凸點(diǎn)和載帶的內(nèi)引線鍵合在一起；4.芯片進(jìn)行密封，常用環(huán)氧樹(shù)脂材料；5.外引線壓焊，用熱壓或釬焊將載帶外引線與布線板上的焊盤進(jìn)行連接 。倒裝焊FCB技術(shù)源于IBM公司，是指在裸芯片電極上形成連接用的凸點(diǎn)，將芯片電極面朝下經(jīng)釬焊或其他工藝將凸點(diǎn)和封裝基板互連的一種方法。其基本原理是用凸點(diǎn)代替引線，實(shí)現(xiàn)芯片與基板的電氣互連。與傳統(tǒng)的引線鍵合技術(shù)相比.，使用倒裝芯片技術(shù)后，引腳可以放在芯片正下方的任何地方，而不是只能排列在其四周，這樣就能使得引線電感變小、串?dāng)_變?nèi)酢⑿盘?hào)傳輸時(shí)間縮短，從而提高電性能；同時(shí)，由于倒裝芯片技術(shù)可以將芯片直接覆蓋在基板上，從而能夠大幅縮小封裝的尺寸，挺高了組裝的密度。FCB使BGA封裝、CSP技術(shù)得以快速發(fā)展。典型的倒裝焊技術(shù)工藝包括以下步驟：1.凸點(diǎn)制作.常采用光刻結(jié)合電鍍