集成电路芯片封装技术芯片互连技术.ppt

芯片互连技术前课回顾引线键合技术（WB）引线键合技术概述引线键合技术分类和应用范围提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物，使焊区金属产生塑性变形，使得引线与被焊面紧密接触，达到原子间引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊合点。引线键合键合接点形状主要有楔形和球形，两键合接点形状可以相同或不同。超声键合：超声波发生器使劈刀发生水平弹性振动，同时施加向下压力。劈刀在两种力作用下带动引线在焊区金属表面迅速摩擦，引线发生塑性变形，与键合区紧密接触完成焊接。常用于Al丝键合，键合点两端都是楔形。热压键合：利用加压和加热，使金属丝与焊区接触面原子间达到原子引力范围，实现键合。一端是球形，一端是楔形，常用于Au丝键合。金丝球键合：用于Au和Cu丝的键合。采用超声波能量，键合时要提供外加热源。球形键合第一键合点第二键合点采用导线键合的芯片互连不同键合方法采用的键合材料也有所不同：热压键合和金丝球键合主要选用金（Au）丝，超声键合则主要采用铝（Al）丝和Si-Al丝（Al-Mg-Si、Al-Cu等）键合金丝是指纯度约为99.99％，线径为l8～50μm的高纯金合金丝，为了增加机械强度，金丝中往往加入铍(Be)或铜。键合对金属材料特性的要求：可塑性好，易保持一定形状，化学稳定性好；尽量少形成金属间化合物，键合引线和焊盘金属间形成低电阻欧姆接触。金属间化合物形成——常见于Au-Al键合系统引线弯曲疲劳引线键合点跟部出现裂纹。键合脱离——指键合点颈部断裂造成电开路。键合点和焊盘腐蚀腐蚀可导致引线一端或两端完全断开，从而使引线在封装内自由活动并造成短路。载带自动键合（TAB）技术概述TAB技术分类TAB技术首先在高聚物上做好元件引脚的引线框架，然后将芯片按其键合区对应放在上面，然后通过热电极一次将所有的引线进行键合。TAB工艺主要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的键合在一起，然后对芯片进行密封保护。TAB技术工艺流程TAB技术工艺流程TAB技术工艺流程TAB关键技术TAB关键技术-凸点制作载带制作工艺实例—Cu箔单层带内引线键合(ILB)TAB关键技术-封胶保护外引线键合OLBTAB技术的关键材料2）TAB金属材料制作TAB引线图形的金属材料常用Cu箔，少数采用Al箔：导热性和导电性及机械强度、延展性。TAB技术的关键材料TAB的优点倒装芯片键合技术倒装芯片键合技术倒装芯片键合技术应用凸点类型和特点按材料可分为焊料凸点、Au凸点和Cu凸点等按凸点结构可分为：周边性和面阵型按凸点形状可分为蘑菇型、直状、球形等形成凸点的工艺技术有很多种，主要包括蒸发/溅射凸点制作法、电镀凸点制作法、置球法和模板制作焊料凸点法等。制作出来的凸点芯片可用于陶瓷基板和Si基板，也可以在PCB上直接将芯片进行FCB焊接。将芯片焊接到基板上时需要在基板焊盘上制作金属焊区，以保证芯片上凸点和基板之间有良好的接触和连接。金属焊区通常的金属层包括：Ag/Pd-Au-Cu（厚膜工艺）和Au-Ni-Cu（薄膜工艺）PCB的焊区金属化与基板相类似。倒装焊接工艺热压或热声倒装焊接：调准对位-落焊头压焊（加热）再流倒装焊接（C4技术）对锡铅焊料凸点进行再流焊接环氧树脂光固化倒装焊接法倒装芯片下填充倒装芯片下填充方法FCB技术特点