【正文】 c Bonding ,U/S bonding） 熱壓鍵合（ Thermopression Bonding T/C bonding） 熱超聲波鍵合（ Thermosonic Bonding,T/S bonding） 打線鍵合技術介紹 （ 1）超聲波鍵合 第二章 封裝工藝流程 優(yōu)點 ： 鍵合點尺寸小，回繞高度低，適合于鍵合點間距小、密度高的芯片連接。 芯片互連 芯片互連是將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的 I/O引線或基板上的金屬焊區(qū)相連接。它是起導電作用的金屬粉（ Ag、 AgPd、 Au、 Cu等）與低溫玻璃粉和有機溶劑混合，制成膏狀。采用固體薄膜導電膠能自動化大規(guī)模生產(chǎn)。無應力影響。 第二章 封裝工藝流程 導電膠有三種配方： （ 1）各向同性材料，能沿所有方向導電。 在焊接前先在芯片背面制作多層技術薄膜，目的是利用焊料的潤濕。 按照應力和應變的方向關系，可以將應力分為正應力 σ 和切應力 τ，正應力的方向與應變方向平行，而切應力的方向與應變垂直。當材料在外力作用下不能產(chǎn)生位移時，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種形變稱為 應變（ Strain） 。然后利用合金焊料將芯片焊接在焊盤上。優(yōu)點是可以降低芯片粘貼時孔隙平整度不佳而造成的粘貼不完全的影響。 第二章 封裝工藝流程 ? 共晶粘貼法 ? 焊接粘貼法 ? 導電膠粘貼法 ? 玻璃膠粘貼法 貼裝方式 共晶反應 指在一定的溫度下，一定成分的液體同時結晶出兩種一定成分的固相反應。 DBT(dicing by thinning) 在減薄之前先用機械的或化學的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法減薄到一定厚度后，采用常壓等離子腐蝕技術去除掉剩余加工量。對于部分劃片，用頂針頂力使芯片完全分離。因此電路層制作完成后，需要對硅片背面進行減薄，使其達到所需要的厚度，然后再進行劃片加工，形成一個個減薄的裸芯片。 現(xiàn)在大部分使用的封裝材料都是高分子聚合物，即所謂的 塑料封裝 。芯片一般在做成集成電路的硅片上進行測試。集成電路封裝技術 為什么要學習封裝工藝流程 熟悉封裝工藝流程是認識封裝技術的前提，是進行封裝設計、制造和優(yōu)化的基礎。在測試中，先將有缺陷的芯片打上記號（打一個黑色墨點），然后在自動拾片機上分辨出合格的芯片。上圖所示的塑料成型技術有許多種，包括轉移成型技術、噴射成型技術、預成型技術，其中轉移成型技術使用最為普遍。 第二章 封裝工藝流程 硅片背面減技術主要有： 磨削、研磨、化學拋光 干式拋光、電化學腐蝕、濕法腐蝕 等離子增強化學腐蝕、常壓等離子腐蝕等 第二章 封裝工藝流程 減薄厚硅片粘在一個帶有金屬環(huán)或塑料框架的薄膜（常稱為藍膜）上，送到劃片機進行劃片。劃片時，邊緣或多或少會存在微裂紋和凹槽這取決于刀具的刃度。 。例如，含碳量為 %%的鐵碳合金，在 1148攝氏度的恆溫下發(fā)生共晶反應，產(chǎn)物是奧氏體（固態(tài)）和滲碳體（固態(tài)）的機械混合物，稱為“萊氏體”。 第二章 封裝工藝流程 焊接粘貼法 焊接粘貼法是利用合金反應進行芯片粘貼的方法。焊接工藝應在熱氮氣或能防止氧化的氣氛中進行。 材料發(fā)生形變時內部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力．把分布內力在一點的集度稱為 應力（ Stress） 。按照載荷（ Load）作用的形式不同，應力又可以分為拉伸壓縮應力、彎曲應力和扭轉應力），具有良好的抗疲勞與抗?jié)撟兲匦浴? 使用軟質焊料可消除硬質焊料的缺點。 （ 2）導電硅橡膠，能起到使器件與環(huán)境隔絕，防止水、汽對芯片的影響，同時還可以屏蔽電磁干擾。 三種導電膠的特點是：化學接合、具有導電功能。 導電膠粘貼法的缺點是熱穩(wěn)定性不好，高溫下會引起粘接可靠度下降，因此不適合于高可靠度封裝。 第二章 封裝工藝流程 在芯片粘貼時，用蓋印、絲網(wǎng)印刷、點膠等方法將膠涂布于基板的芯片座中，再將芯片置放在玻璃膠之上，將基板加溫到玻璃熔融溫度以上即可完成粘貼。 芯片互連常見的方法： 第二章 封裝工藝流程 打線鍵合（ WB wire bonding） 倒裝芯片鍵合 (FCB flip chip bonding， C4) 載帶自動鍵合（ TAB tape automate bonding） 這三種連接技術對于不同的封裝形式和集成電路芯片集成度的限制各有不同的應用范圍。 缺點： 所有的連線必須沿回繞方向排列（這不可能），因此在連線過程中要不斷改變芯片與封裝基板的位置再進行第 2根引線的鍵合。 球形鍵合完成后，鍵合工具升起并引導金屬線至第二鍵合點上進行楔形接合（不需燒成金屬球，而是將金屬線直接壓到焊區(qū)上 ）。鋁線的 2個焊接點是楔形的。 此過程中接合工具不被加熱，僅給接合的基板加熱 (溫度維持在 100150℃) 。令你一種是含 %鎂的鋁導線。金線抗氧化性好，常由于超聲波焊接中。 引線排從窗口伸出，并與載帶相連，載帶邊上有供傳輸帶用的齒輪孔。 后者的特點是將一根、一根的引線先后分立的快速的鍵合到搭接片上。但是隨著芯片信息容量及隨之而來的引腳數(shù)的增加，傳統(tǒng)的分立引線工藝顯得力不從心。 （ 2）傳統(tǒng)引線工藝要求鍵合面積 4mil2，而 TAB工藝的內引線鍵合面積僅為 2mil2這樣就可以增加 I/O密度，適應超級計算機與微處理器的更新?lián)Q代。 （ 5） TAB工藝中引線的鍵合平面低，使器件薄化。 第二章 封裝工藝流程 載帶自動鍵合技術 TAB的關鍵技術 芯片凸點制作技術 TAB載帶制作技術 載帶引線與芯片凸點的內引線焊接和載帶外引線焊接技術 第二章 封裝工藝流程 載帶自動鍵合技術 TAB的關鍵技術 芯片凸點制作技術 第二章 封裝工藝流程 IC芯片制作完成后其表面均鍍有鈍化保護層，厚度高于電路的鍵合點，因此必須在 IC芯片的鍵合點上或 TAB載帶的內引線前端先長成鍵合凸塊才能進行后續(xù)的鍵合，通常 TAB載帶技術也據(jù)此區(qū)分為凸塊化載帶與凸塊化芯片 TAB兩大類。 載帶自動鍵合技術 芯片凸點制作技術 凸點因形狀不同可分為兩種 第二章 封裝工藝流程 蘑菇狀凸點一般用光刻膠做掩膜制作，電鍍時，光刻膠 以上凸點除了繼續(xù)升高以外，還橫向發(fā)展，凸點越來越高，橫向也越來越大，所以凸點形狀像蘑菇。粘著層提供 IC芯片上的鋁鍵合點與凸塊間良好的鍵合力與低的接觸電阻特性。凸塊制作完成后在其頂面電鍍一層 25微米的金（凸塊金屬不是金的情況），目的是起抗氧化作用。 這種技術分 2次鍵合： 第 1次是將在玻璃基板上做成的凸塊，轉移到載帶內引腳前端與芯片鍵合點相對應的位置。 內引線焊接是引線與芯片焊接，外引線焊接是將引線焊接到外殼或基板焊區(qū)。帶上可事先制備出凸點，這種情況下可選用不帶凸點的芯片。用液體聚酰亞胺涂敷銅帶（ ），然后再干燥處理。它的制作方法是：用粘接劑涂敷 12或 24英寸的 Kapton帶，再將帶條分裂成 TAB產(chǎn)品所需要的合適寬度。三層結構的優(yōu)點是膠帶和銅之間有很高的結合強度，且絕緣性能好，吸濕性低。 這兩種焊接方法都是使用自動或半就自動化的引線焊接機進行多點一次焊接的。 抬起 抬起熱壓焊頭，焊接機將壓焊到載帶上的 IC芯片通過鏈輪步進卷繞到卷軸上，同時下一個載帶引線圖形也步進到焊接對位的位置上。凸點的高度和載帶引線圖形的厚度的一致性也會影響焊接質量。在烘烤硬化時應注意加溫條件，避免氣泡和預應力的產(chǎn)生。借助于凸點與基板焊區(qū)直接焊接。 UBM一般有三層，分別為鉻 /鉻 銅（ 50%50%） /銅。多層金屬和凸點金屬可以一次完成。成本高效率低，不適合大批量生產(chǎn)。 第二章 封裝工藝流程 置球及模板印刷制作焊料凸點 工藝流程 鈍化好的圓片 〉 覆蓋并固定掩模板 〉 置 PbSn焊料球 〉 H2或 N2保護氣氛下焊料球再流 〉 焊料冷卻收球 〉 取下掩模板 〉 PbSn焊料芯片凸點形成 〉 第二章 封裝工藝流程 凸點芯片的 FCB技術 制作的凸點芯片既可用于厚膜陶瓷基板上進行 FCB又可在薄膜陶瓷基板上進行 FCB,還可在 PWB上直接將芯片 FCB。 第二章 封裝工藝流程 熱壓 FCB法 使用倒裝焊接機完成對各種凸點，如 Au凸點、 NiAl凸點、 CuPbSn凸點的 FCB。壓焊頭可加熱，并帶有超聲，同時承片臺也對基板加熱，在加熱、加壓、超聲到設定的時間后就完成所有凸點與基板焊區(qū)的焊接。 C4技術倒裝焊的特點是： 1） C4除具有一般凸點芯片 FCB的優(yōu)點外，它的凸點還可整個芯片面陣分布，再流時能夠彌補基板的凹凸不平或扭曲等，所以，不但可與光滑平整的陶瓷 /硅基板金屬焊區(qū)互連，還能與 PWB上的金屬焊區(qū)互連。日本曾用這種方法對 6mm 6mm芯片成功進行倒裝焊， Au凸點僅為 5μm 5μm ，節(jié)距只有 10μm，載有 2320個微凸點。 第二章 封裝工藝流程 各向異性導電膠 ACA有 熱固型 、 熱塑型 和 紫外光 (UV)固化型 幾種，而以UV型最佳，熱固型次之。光照時需加壓，100μ m 100μ m的凸點面積，需加壓 。 第二章 封裝工藝流程 倒裝焊接后的芯片下填充 倒裝焊后，在芯片與基板間填充 環(huán)氧樹脂 ，不但可以保護芯片免受環(huán)境如濕汽、離子等污染，利于芯片在惡劣環(huán)境下正常工作，而且可以使芯片耐受機械振動和沖擊。 ②應盡可能減小乃至消除失配應力，填料與倒裝芯片凸點連接處的 z方向CTE(Coefficient of Thermal Expansion 熱膨脹系數(shù) )應大致匹配。 ⑥填料的粒子尺寸 ⑦在填充溫度操作條件下的填料粘滯性要低，流動性要好，即填料的粘滯性應隨著溫度的提高而降低。 第二章 封裝工藝流程 填料的填充方法 實際填充時，將倒芯片和基板加熱到 7075℃ ，利用加有填料、形狀如同 “ L” 的注射器，沿著芯片的邊緣雙向注射填料?？稍诤嫦渲蟹侄紊郎?，待達到固化溫度后，保溫 34小時，即可達到完全固化。轉移成型使用的材料一般為熱固性聚合物（ Thermosetting Polymer）。 將塑封的預成型塊在預熱爐中加熱（預熱溫度在 9095℃ 之間） 。 第二章 封裝工藝流程 轉移成型技術設備 預加熱器 壓機 模具和固化爐 去飛邊毛刺 塑料封裝中塑封料樹脂溢出、貼帶毛邊、引線毛刺等統(tǒng)稱為飛邊毛刺現(xiàn)象。用溶劑來去飛邊毛刺通常只適用于很薄的毛刺。 電鍍工序： 清洗 在電鍍槽中進行電鍍 沖洗 吹干 烘干（在烘箱中） 浸錫工序： 去飛邊 去油 去氧化物 浸助焊劑 熱浸錫（熔融焊錫，Sn/Pb=63/67） 清洗 烘干 二種方法比較： 浸錫容易引起鍍層不均勻，中間厚，邊上?。ū砻鎻埩ψ饔茫? 切筋成型通常是兩道工序，但同時完成（在機器上）。最常用印碼方式是油墨印碼和激光印碼兩種。另外油墨也容易擦去。現(xiàn)有激光打碼機。 回流焊 也叫再流焊（其核心環(huán)節(jié)是利用外部熱源加熱，使焊料熔化而再次流動浸潤以完成電路板的焊接），是伴隨著微型化電子產(chǎn)品的出現(xiàn)而發(fā)展起來的焊接技術，它最適合表面貼裝元器件，也可以用于插孔式元器件與表面貼裝器件混合電路的裝配。將貼好元器件的電路板進入再流焊設備，傳送系統(tǒng)帶動電路板通過設備里各個設定的溫度區(qū)域，焊膏經(jīng)過了干燥、預熱、熔化、冷卻，將元器件焊接到電路板上。另外根據(jù)焊接特殊需要還有充氮回流焊。 按膜厚的經(jīng)典分類認為，小于 1μm 的為薄膜，大于 1μm的為厚膜。它的基本內容是印刷和燒結，但目前已發(fā)展成綜合性很高的一種技術。 第三章 厚薄膜技術 ： 根據(jù)不同的漿料（導體、電阻、介質等）的成分和配方，將各種固體粉料先均勻混合，再加入適量載體，使粉料均勻分散于載體中，然后再進行研磨，便獲得結構均勻的分散體系，即厚膜漿料。印刷時，將基板放在絲網(wǎng)下面，而將漿料放在絲網(wǎng)上面，然后用橡膠或塑料制成的刮板以一定的速度和壓力在絲網(wǎng)上移動，使它