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工業焊接機器人
清遠光纖激光焊接機,集成電路封裝互連——載帶自動焊介紹丨半導體制造
2022-03-19

在集成電路封裝互連中,芯片和引線框架(基板)的連接為電源和信號的分配提供了電路連接。有3種方式實現內部連接,分別是引線鍵合、載帶自動焊和倒裝焊。

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1.載帶自動焊技術的特點

載帶自動焊技術是一種基于將芯片組裝在金屬化柔性高分子載帶上的集成電路封裝技術。它的工藝過程是:先在芯片上形成凸點,將芯片上的凸點同載帶上的焊點通過引線壓焊機自動鍵合在一起,然后對芯片進行密封保護。載帶既作為芯片的支撐體,又作為芯片同周圍電路的連接引線,這種載帶是一種金屬化膜片。

采用TAB技術進行集成電路芯片封裝有以下特點。

(1)可形成具有超薄、極小外形尺寸的器件,其厚度可以做到0.4mm,,使用TAB技術封裝的器件在基板上所占面積為傳統封裝器件的10.6%。

(2)可實現高密度輸入/輸出(I/O)引腳。

(3)提高器件的電性能。由于其平面封裝的特點,使引線距離縮短,線代替傳統的圓形引線,使線間電容和寄生電感大為減少。

(4)提高導熱性能,增加器件的散熱性能。

(5)載帶上的器件可用鏈式傳送,更適合自動化組裝。其檢測過程也可連續自動地進行,便于早期剔除失效器件,從而節省組裝材料,提高組裝效率,使整機成本大幅降低。

2.載帶自動焊工藝

載帶自動焊接技術包括內引線鍵合(InnerLeadBonding,簡稱ILB)和外引線鍵合(OuterLeadBonding,簡稱OLB)兩大部分。內引線鍵合是將載帶內引線與芯片凸點之間互連起來的技術;外引線鍵合是將載帶外引線與外殼或基板焊區之間互連起來的技術。

內引線鍵合通常采用熱壓焊的方法。焊接工具是由硬質金屬或鉆石制成的熱電極。

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內引線鍵合示意圖

內引線鍵合在300~400℃的溫度下進行,完成一次鍵合大約需要1s。

(1)晶片對位。將具有黏附層的大晶圓片經過測試并做好記錄,砂輪劃片機劃成小片IC晶片,并將大圓片置于內引線壓焊機的承片臺上。按設計的焊接程序,將性能好的IC晶片置于卷繞在兩個鏈齒輪上的載帶引線圖形下面,使載帶引線圖樣對芯片凸點進行精密對位。

(2)熱壓接合。落下加熱的熱壓焊頭,。

(3)抬起熱壓頭。焊機將壓焊到載帶上的IC晶片通過鏈齒步進卷繞到卷軸上,到焊接對位位置。

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內引線鍵合工藝過程

卷帶上引腳與IC晶片鍵合完成后,晶片與內引腳的接合面或整個IC晶片必須再涂飾上一層高分子膠,,用來保護引腳、凸塊與晶片,以避免外界的壓力、震動、水汽滲透等因素造成的破壞。環氧樹脂與硅樹脂是TAB最常使用的封膠材料。

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TAB包封過程

外引線鍵合是用電熱框架式的電烙鐵工具(也叫熱電極),將載帶上的Cu箔引線壓入焊料金屬中,給電烙鐵提供能持續幾秒鐘的脈沖電壓,利用熱量將Cu箔與基板的焊區互連起來。

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外引線鍵合示意圖

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