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集成电路封装互连载带自动焊介绍丨半导

发布时间:2023/7/23 20:02:24   

在集成电路封装互连中,芯片和引线框架(基板)的连接为电源和信号的分配提供了电路连接。有3种方式实现内部连接,分别是引线键合、载带自动焊和倒装焊。

1.载带自动焊技术的特点

载带自动焊技术是一种基于将芯片组装在金属化柔性高分子载带上的集成电路封装技术。它的工艺过程是:先在芯片上形成凸点,将芯片上的凸点同载带上的焊点通过引线压焊机自动键合在一起,然后对芯片进行密封保护。载带既作为芯片的支撑体,又作为芯片同周围电路的连接引线,这种载带是一种金属化膜片。

采用TAB技术进行集成电路芯片封装有以下特点。

(1)可形成具有超薄、极小外形尺寸的器件,其厚度可以做到0.4mm,同时它有良好的韧性,使用TAB技术封装的器件在基板上所占面积为传统封装器件的10.6%。

(2)可实现高密度输入/输出(I/O)引脚。

(3)提高器件的电性能。由于其平面封装的特点,使引线距离缩短,同时采用了扁平矩形截面引线代替传统的圆形引线,使线间电容和寄生电感大为减少。

(4)提高导热性能,增加器件的散热性能。

(5)载带上的器件可用链式传送,更适合自动化组装。其检测过程也可连续自动地进行,便于早期剔除失效器件,从而节省组装材料,提高组装效率,使整机成本大幅降低。

2.载带自动焊工艺

载带自动焊接技术包括内引线键合(InnerLeadBonding,简称ILB)和外引线键合(OuterLeadBonding,简称OLB)两大部分。内引线键合是将载带内引线与芯片凸点之间互连起来的技术;外引线键合是将载带外引线与外壳或基板焊区之间互连起来的技术。

内引线键合通常采用热压焊的方法。焊接工具是由硬质金属或钻石制成的热电极。

内引线键合示意图

内引线键合在~℃的温度下进行,完成一次键合大约需要1s的时间。

(1)晶片对位。将具有黏附层的大晶圆片经过测试并做好记录,砂轮划片机划成小片IC晶片,并将大圆片置于内引线压焊机的承片台上。按设计的焊接程序,将性能好的IC晶片置于卷绕在两个链齿轮上的载带引线图形下面,使载带引线图样对芯片凸点进行精密对位。

(2)热压接合。落下加热的热压焊头,加压一定时间。

(3)抬起热压头。焊机将压焊到载带上的IC晶片通过链齿步进卷绕到卷轴上,同时下一个载带图样也步进到焊接对位位置。

内引线键合工艺过程

卷带上引脚与IC晶片键合完成后,晶片与内引脚的接合面或整个IC晶片必须再涂饰上一层高分子胶,,用来保护引脚、凸块与晶片,以避免外界的压力、震动、水汽渗透等因素造成的破坏。环氧树脂与硅树脂是TAB最常使用的封胶材料。

TAB包封过程

外引线键合是用电热框架式的电烙铁工具(也叫热电极),将载带上的Cu箔引线压入焊料金属中,给电烙铁提供能持续几秒钟的脉冲电压,利用热量将Cu箔与基板的焊区互连起来。

外引线键合示意图

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