电子封装技术第3章概念.ppt

3.4.9 TAB的可靠性 TAB能满足高I/O数的芯片互连需求，且具有理想的可靠性。 3.4.10 凸点载带自动焊（BTAB）简介 TAB是在IC芯片焊区制作凸点，工艺技术复杂，成本较高；在TAB载带的Cu箔内引线键合区上制作凸点，然后直接与IC芯片的Al焊区进行内引线焊接，称为凸点载带自动焊。BTAB工艺简便易行，制作成本低廉。 BTAB凸点的形成有两种方法：直接形成凸点法和移置凸点TAB法(从略)。 3.4.11 TAB的应用 TAB主要应用于低成本、大规模生产的电子产品，如液晶显示器、电子手表、笔记本电脑和汽车电子产品。 TAB技术应用最广泛的国家是日本、美国和西欧。 3.5 倒装焊（FCB）技术 倒装焊是芯片与基板（或PWB）直接安装互连的技术（WB和TAB需要用Au线或载带引线将芯片焊区与基板焊区相连）。WB和TAB通常是芯片面朝上安装互连（TAB的内外引线焊接过程中，芯片面朝上），而FCB则是芯片面朝下，芯片上的焊区直接与基板上的布线焊区互连。因此FCB的互连线非常短，互连产生的杂散电容、互连电阻和互连电感比WB和TAB小得多。 FCB互连占的基板面积小，因而芯片安装密度高，适用于高I/O数的LSI、VLSI芯片的使用。由于芯片的安装和互连是同时完成的，大大简化了工艺。 FCB的不足：芯片面朝下安装互连，工艺操作有一定的难度，焊点检查困难。 基板(或PWB) 芯片Al焊区 布线焊区 　　20世纪60年代初，美国IBM公司首先研制开发出在芯片上制作凸点的倒装焊FCB工艺技术，大大减少了引线的长度． 基板(或PWB) 芯片Al焊区 布线焊区 凸点 WB键合 FCB键合 3.5.1 芯片凸点下多层金属化和凸点类别 各种IC芯片的焊区金属均为Al，在Al焊区上制作各类凸点，除Al凸点外．制作其余凸点均需在Al焊区和它周围的钝化层或氧化层上形成一层粘附性好的粘附金属，一般为数十纳米厚度的Ｃr、Ti、Ni层；接着在粘附金属层上形成一层数十至数百纳米厚度的阻挡层金属，如Pt(铂)、Ｗ、Pd(钯)、Mo、Ｃu、Ni等，以防止上面的凸点金属(如Au等)越过薄薄的粘附层与Al焊区形成脆性的中间金属化合物；最上层是导电的凸点金属，如Au、Ｃu、Ni、Pb(铅)-Sn、In等。这就构成了粘附层-阻挡层-导电层的多层金属化系统。（注：在芯片焊区上形成凸点） 粘附层Ti 阻挡层W Al层 凸点Au 按凸点材料和结构、形状将其进行如下分类： (1) 按凸点材料分类 按凸点材料分类，Au凸点、Pb-Sn凸点、Au-Sn凸点、Cu凸点、Cu-Pb-Sn凸点、In凸点、Ni—Au凸点和聚合物凸点等，其中应用最广的是Au凸点和Pb-Sn凸点。 (2) 按凸点结构和形状分类 按凸点形状分类，有蘑菇状、柱状(方形、圆柱形)、球形和叠层几种。按凸点结构分类，有周边分布凸点和面阵分布凸点等。其中，应用最多的是柱状凸点、球形凸点、周边分布凸点和面阵分布凸点。 Au凸点适用于热压FCB；Pb-Sn凸点适用于再流FCB。 形成凸点的工艺主要有蒸发/溅射法、电镀法、化学渡法、机械打球法、激光法、置球和模板印刷法、移置法、叠层制作法和柔性凸点制作法等。 从略 3.5.2 芯片凸点的制作工艺 制作的凸点芯片在基板上进行FCB，常用的基板有厚膜陶瓷基板、薄膜陶瓷基板、Si基板或PWB（印刷电路板，也是一种基板），基板可以是单层的，也可以是多层的。凸点芯片倒装焊在基板上层的金属化焊区上。因此，需要在基板上制作金属化焊区。 3.5.3 FCB互连基板的金属焊区制作 互连FCB芯片的基板顶层金属焊区要与芯片凸点一一对应，与凸点金属具有良好的压焊或焊料浸润特性。基板上的金属化层多为Pd-Ag、Pb-Sn、Au或Cu、Ni等。 3.5.4 凸点芯片的倒装焊接工艺 倒装焊接主要有以下几种：热压FCB法、再流FCB法（C4）、环氧树脂光固化FCB法和各向异性导电胶粘接FCB法。 1. 热压FCB法 这种方法是使用倒装焊接机完成对准各种凸点（一般是Au凸点），倒装焊接机是由光学成像对位系统、捡拾热压超声焊头、精确定位承片台及显示系统等组成。 将欲FCB的基板放在承片台上。 用捡拾焊头捡拾带有凸点的芯片，面朝下对着基板，利用光学摄像头进行调准对位。 落下压焊头进行压焊，压焊头可加热，并带有超声，同时承片台也对基板加热，在加热、加压、超声到设定的时间后就完成所有凸点与基板焊区的焊接。 热压FCB过程 FCB时芯片与基板的平行度非常重要，如果不平行