第六章厚膜混合电路组装及封装.pptVIP

第六章厚膜混合电路的组装与封装 §6．3 厚膜电路的封装 1．芯片、引线键合法 这是传统方法，广泛应用于一般的半导体器件封装中，它包括芯片键合与引线键合两道工序。 1）芯片键合 其目的是将芯片固定在基板的规定位置上，以供下一工序连接引线之用。其键合方法有共熔合金法、焊接法、树脂和玻璃粘结法。 （1）共熔合金法 这是一种将芯片直接粘结在基板上的涂金区，并使之形成Au-Si低共熔点晶体的方法。这种方法获得的连接，在导电性、导热性和键合强度等方面都具有优良的性能。 （2）焊接法 在芯片的背面先形成金、镍等可焊接的膜层，再用Pb-Sn焊料焊接到基板上，该方法焊接温度低，容易操作，成本低。 （3）树脂粘接法 （4）玻璃连接法 此法用于陶瓷包封的扁平封装和双列式封装器件中，它是将低熔点玻璃预先涂在陶瓷基板上，加热到400~500?C，再将芯片埋入其中。 2）引线键合 这是将粘结在基板上芯片，用金属细丝使其焊点与电路互相连接起来的键合方法；在组装中，这道工序要求的精度最高，对可靠性的影响很大。引线键合的方法有热压键合，超声键合和热超声键合法。 芯片、引线键合法是一种成熟的芯片组装技术，当同一基片上安装的芯片不太多时，它是一种有效的组装手段，而且组装密度也非常高。 2. 梁式引线键合 图6.2.1 梁式引线结构的芯片是在芯片与外部电路相连的电极部位，用溅射和电镀技术形成多层金属结构的桥梁状引线，从芯片四周伸展出去，再通过它与外部电路相连。 优点：梁式引线键合法不需要细丝，可短时间连接，键合时间与引线数无关，引线可见，容易对准位置；键合时压力不直接加在芯片上，因而对器件的影响小。 缺点：但梁式引线的制作工序复杂、成本高、在基板上所占的面积较大；引线和芯片间容易产生机械变形等。 3. 倒装键合 这种键合就是在芯片的电极位置，用金属导体材料或焊料制作相应数量的凸点，将这种具有凸点的芯片面朝下，使凸点与基板上的焊点对准，然后用热压，超声键合法或再流焊等方法使焊料熔化而连接起来。 图6.2.2 优点：倒装键合法能将芯片上所有的凸点与电路焊点一次键合，效率大大提高； 缺点：但倒装芯片不易测试，连接点也难以进行目测检验。 4．载带键合 它是用图6.2.3所示的带状树脂膜作为芯片的载体来进行键合。 载带键合法的优点是载带有传动齿孔，可以制得很长，能反复卷绕，适于自动化操作；可以进行动态参数测试和筛选等一系列优点，缺点是芯片种类较多，需要多种载带；成本较高等。但在复杂芯片电路的大规模自动化生产中，载带键合是一种很有希望的组装技术。 图6.2.3 5．芯片载体组装 这是把半导体芯片载入称为芯片载体的超小型封装中，再直接组装到基板上。它适于在同一基板上高密度组装许多半导体器件，如LSI、VLSI等。 芯片载体法的优点是组装密度高，体积小、空间利用率高等。其缺点是使用的半导体芯片品种较多时，需配多种的芯片载体等。 目前芯片载体正向着更高密度、小型化，适合于VLSI芯片的需要而不断地发展。 6．整体组装法 上述的各种组装都是把半导体芯片装在基片上，再进行电路图形与芯片电极、凸点等连接。而整体组装（即直接组装）是采用更整体化的形式、更具有功能性的直接组装方法。它是在制作导体图案的同时，将半导体芯片的电极连接起来，也可把其他各种元器件组装和连接到电路中。 半导体—热塑料—介质法（称STD法）就是这种方法之一。 图6.2.4 还有一种方法称FOF法（Film on Frame），是在12.5?m厚的聚酰亚胺的一面涂一层氯化乙丙烯作粘接材料。 随着电路功能的高度复杂化和组装密度的进一步提高，各种新的微焊、组装技术还会不断地得到开发和应用。 * 用厚膜技术在基板上制成电阻网或阻容网络后，还要把有源器件，集成电路和各种外贴元件组装到基板上，才构成完整的电路。这种将各种芯片和外贴元器件组装到厚膜基片上的各种技术，称为厚膜混合电路的组装技术。 为了防止电路受环境条件的影响和机械损伤，还需对组装好的电路进行密封封装。一般说，封装有两个含义，第一、设计或选择外壳；第二、把组装好的厚膜混合电路装到外壳内，然后进行密封封接。 第六章 厚膜混合电路的组装与封装 §6—1 厚膜混合电路的互连技术 在组装技术中，基片与外引线的连接，基片与封装底座的粘结、半导体芯片与基片焊区的互连等，都需要互连技术。互连质量对电路的可靠性影响很大。因互连引起的电路失效占总失效的68%左右。 互连方法种类很多，可将它们分为以下几类：合金、固相、共熔键合和导电胶粘合。 一、合金键合技术 合金键合是用焊料