[工程科技]键合技术.ppt

微互连技术 裸芯片微组装技术 倒装焊微互连技术 压接倒装互连技术 定义：将芯片直接与基板相连接的一种技术。 定义：将芯片凸点电极与载带的引线连接，经过切断、 冲压等工艺封装而成。 原理： 对Al丝施加超声波，对材料塑性变形产生的影响，类似于加热。超声波能量被Al中的位错选择性吸收，从而位错在其束缚位置解脱出来，致使Al丝在很低的外力下即可处于塑性变形状态。 这种状态下变形的Al丝，可以使基板上蒸镀的Al膜表面上形成的氧化膜破坏，露出清洁的金属表面，偏于键合。 特点： 适合细丝、粗丝以及金属扁带 不需外部加热，对器件无热影响 可以实现在玻璃、陶瓷上的连接 适用于微小区域的连接 基理： 利用超声机械振动带动丝与衬底上蒸镀的膜进行摩擦，使氧化膜破碎，纯净的金属表面相互接触，接头区的温升以及高频振动，使金属晶格上原子处于受激活状态，发生相互扩散，实现金属键合。 定义： 采用复式沉积方式在半导体硅片上制备出由多层金属组成的梁，以这种梁来代替常规内引线与外电路实现连接 。 特点： 封装速度高，可以同时进行成百上千个以上焊点的互连； 焊球直接完成芯片和封装间的电连接，实现了芯片和封装间最短的电连接通路，具有卓越的电气性能； 芯片电极焊接点除边缘分布外，还可以设计成阵列分布，因此，封装密度几乎可以达到90%以上。 自对准效应 当芯片焊盘与衬底焊盘之间偏移不超过焊球平均半径的三倍，并且在回流过程中能达到熔融焊球与衬底焊盘部分浸润，在熔融焊料表面张力的作用下，可以矫正对位过程中发生的偏移，将芯片拉回正常位置，回流过程结束后形成对准良好的焊点。 在芯片电极上形成Au凸点，在基板上的电极上涂覆导电性 粘结剂，经压接实现电器连接。 在芯片电极上形成Au凸点，把各向异性导电膜ACF夹于IC芯片 与基板电极之间，加压，使凸点金属平面通过导电粒子压在基板 焊盘上，靠金属微球的机械性接触实现电气连接，而其他方向 （ｘ、ｙ平面）上因无连续的粒子球而不会导电——多用于温度 要求不高的LCD的凸点芯片的连接。 在芯片和基板之间夹入表面镀Au的树脂微球，同时在间隙中填 充树脂，然后加大芯片和基板间的压力，使树脂微球呈稍稍压扁 的状态，并在这种状态下使树脂固化，从而获得电气及机械连接。 在芯片电极上形成Au凸点，利用绝缘树脂的压缩应力，实现 Au凸点与基板一侧电路图形的电气连接。 3.0 压接倒装互联技术 压接倒装互联技术 利用表面电镀Au的树脂微球进行连接的方式 各向异性导电膜（浆料）连接方式 Au凸点连接方式 导电性粘结剂连接方式 3.1 导电性粘结剂连接方式 3.2 各向异性导电膜（浆料）连接方式 3.3 表面电镀Au的树脂微球连接方式 3.4 Au凸点连接方式 * ——各种微互连方式简介 目录 裸芯片微组装 梁式引线法 引线连接法 倒装芯片法 载带自动键合法 1.0 裸芯片微组装技术 1.1 载带自动键合法（TAB） 载带：即带状载体，是指带状绝缘薄膜上载有由覆 铜箔经蚀刻而形成的引线框架，而且芯片也 要载于其上。 载带一般由聚酰亚胺制作，两边设有与电影胶片规格相统一的送带孔，所以载带的送进、定位均可由流水线自动进行，效率高，适合于批量生产。 加热键合压头 键合凸点 芯片 送带板 芯片载带 送片台 电子蜡层 内侧引线键合操作示意图 内侧引线键合好之后进行塑封，然后再封装在基板上 IC 聚酰亚胺载带 引线 切断、冲压成型 安装 焊盘 焊料 基板 热压键合 加热键合压头 外侧引线键合操作 1.2 引线连接法（WB） 定义：通过热压、钎焊等方法将芯片中各金属化端子与封装基板相应引脚焊盘之间的键合连接。 特点：适用于几乎所有的半导体集成电路元件，操作方便，封装密度高，但引线长，测试性差。 引线连接技术 超声键合法 热压键合法 热超声键合法 引线 芯片 布线板 布线端子 1.2.1 引线连接法-热压键合（TCB） 定义： 利用微电弧使φ25~φ50um的Au丝端头熔化成球状,通过送丝压头将球状端头压焊在裸芯片电极面的引线端子,形成第1键合点。 然后送丝压头提升，并向基板位置移动，在基板对应的导体端子上形成第2键合点，完成引线连接过程。 压头下降，焊球被锁定在端部中央 压头上升 压头高速运动到第二键合点， 形成弧形 在压力、温度的作用下形成连接 1 4 3 2 第一键合点的形状 在压力、温度作用下形成第二点连接 压头上升至一定位置，送出尾丝 引燃电弧，形成焊球 进入下一键合循环 夹住引线，拉断尾丝 5 6 7 8 第二键合点 契形焊点 丝球