集成電路封裝技術(shù)(編輯修改稿)
2024-08-28 17:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 308 ≥308 1997年（估算值） 76％ 18％ 5％ 1％ 2022年（預(yù)測(cè)值） 68％ 20％ 10％ 2％ 42 四、集成電路的基本組（封）裝工藝 不同的封裝使用的封裝工藝是不同的： 金屬封裝 陶瓷封裝 塑料封裝： 引線框架式封裝 PCB基板 PBGA： WB （引線鍵合） FC （倒裝芯片） 載帶： TAB（載帶自動(dòng)焊） 圓片級(jí)封裝 WLP DIP、 SOP、 QFP、 PLCC等主要都是塑料封裝。 43 1. 模塑封裝的優(yōu)缺點(diǎn) 目前 IC產(chǎn)品中模塑封裝約占 95%，因?yàn)樗性S多優(yōu)點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)： ① 材料品種少：引線框架 + 模塑料等 成本低廉， ② 加工簡便：一次模塑成型 只氣密封裝的 ③ 生產(chǎn)效率高，適合于自動(dòng)化大生產(chǎn)： 1/3~ 1/5 一次注模成型即可封幾百個(gè)、上千個(gè) ④ 重量輕、體積小，有利于小型化和 SMT 44 ⑤ 抗輻射性能好，本身放射性少：適合于于封 VLSI存儲(chǔ)器 ⑥ 塑料殼體抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，絕緣性能好。 缺點(diǎn)： ① 熱性能差：導(dǎo)熱差，熱失配大； ② 氣密性差：抗潮濕、抗鹽霧性能差； 可靠性稍差 ③ 電磁屏蔽性能差； ④ 易自然老化。 經(jīng)過模塑料及工藝的改進(jìn)，塑封電路的可靠性已可達(dá)到部 分軍品的要求。 45 ） 2．模塑封裝的主要工藝流程 劃片、清洗 芯片檢驗(yàn) 粘 片 粘片固化 金絲鍵合 模 塑 硅 圓 片 在干燥盒存放 引線框架 粘 接 劑 金 絲 包 封 模 優(yōu)選傳遞壓力 高頻預(yù)熱 模塑料 (低氯化物 ) 46 后模塑固化 鍍 錫 測(cè)試分類 QC批驗(yàn)收 打 印 85℃ /85%RH THB監(jiān)控 不用 HCI 100%非鹵素溶劑 16h， 175℃ 去塑料飛邊 切筋 、 打彎 圖 10 塑料封裝工藝框圖 47 主要材料： 主要設(shè)備： 芯片 減薄機(jī)劃片機(jī)、粘片機(jī)、壓焊機(jī) 引線框架條 注塑機(jī)（油壓機(jī)、高頻預(yù)熱機(jī)） 金絲 電鍍線（外引線鍍 Sn） 包封模 切筋、打彎、成形機(jī) 芯片粘接劑 打印、包裝設(shè)備 48 3. 管芯鍵合、粘片（ DB） （ 1） 金基或錫基焊料燒接 （ 2）金硅、銀硅直接共晶粘接（ 400～ 410℃ ） （ 3）摻銀或不摻銀有機(jī)粘接劑 （ 4）摻銀玻璃漿料 49 4. 引線鍵合（ WB） 93%以上是用 Au絲球形－楔形鍵合 金絲鍵合（球焊－楔焊）過程示意圖 焊點(diǎn)形狀： 芯片上采用“球焊” 底座引線上采用“楔形焊” AuAl間接觸面 ↑、可靠性 ↑ 焊接溫度 ↓引線方向向上 50 （ a） 球焊 51 （ b） 楔形焊 圖 11 金絲球焊和楔形焊引線鍵合過程示意圖 52 引線鍵合后形貌圖 （非平面、窄節(jié)距、大跨度） 非平面 70~80μ m窄節(jié)距鍵合 大跨度 圖 13 引線鍵合后引線形貌圖 53 五、幾類新穎封裝（ BGA、 CSP、 WLP） 1． BGA焊球陳列封裝定義 BGA： Ball Grid Array的縮寫符號(hào)，焊球陣列 一種 IC的封裝，其外引線為焊球或焊凸點(diǎn)， 它們成陣列分布于封裝的底平面上（見圖 14）。 54 2． BGA的分類：（按基板和封裝外形） 多層陶瓷基板（ CBGA）：帶蓋板密封型，或點(diǎn)膠密封， 倒裝焊裸芯片，非密封型； 有機(jī)基板 BGA：多層 PCB基板、模塑包封 BGA－ PBGA， 多層載帶基板、金屬蓋板 BGA－ TBGA； 金屬基板 BGA： MBGA，采用表面陽極氧化鋁基板， 單層或雙層薄膜金屬實(shí)現(xiàn)封裝內(nèi)互連。 各種 BGA剖面結(jié)構(gòu)見附、圖 14。 各種小型或超小型 BGA則屬 CSP。 55 56 IBM的 SRAM芯片 （ FCPBGA） 57 (a) 58 (b) 59 (c) 60 (d) 61 (e) SBGA的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖 （ 局部 ） 圖 14 各類 BGA的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖 62 模塑壓力機(jī) 基板制備 點(diǎn) 膠 粘 片 固 化 引線鍵合 模 塑 引線鍵合機(jī) 管芯粘片機(jī) 銀漿固化爐 圖 15 引線鍵合 BGA封裝 63 花時(shí)太長！ 目前 3‵ ～ 5‵ 達(dá) 90%固化 下填料固化 涂布下填料 倒裝芯片 安裝及回流 吸起及反轉(zhuǎn) 上載 打標(biāo)記 及分離 圖 16 倒裝芯片 BGA封裝工藝 64 真空吸盤 真空吸球 滴助焊劑
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