集成电路芯片封装芯片互连技术课件PPT.pptx

前课回顾; 一、引线键合技术（WB）;1、引线键合技术概述;2、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。;（1）超声波键合：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 。 （2）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。 （3）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。;1）金属间化合物形成——常见于Au-Al键合系统，紫斑 和白斑 2）引线弯曲疲劳——引线键合点跟部出现裂纹。 3）键合脱离——指键合点颈部断裂造成电开路。 4）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。;1、载带自动键合（TAB）技术概述;2、TAB技术分类;·陶瓷和塑料BGA、SCP和MCP 一、引线键合技术（WB） 芯片焊区金属通常为Al，在金属膜外部淀积制作粘附层和钝化层，防止凸点金属与Al互扩散。 1）TAB结构轻、薄、短、小，封装高度1mm 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??紧密接触完成焊接。 （1）目的：缓冲焊点受机械振动和CTE失配导致基板对芯片拉力作用引起的焊点裂纹和失效，提高可靠性。 可塑性好，易保持一定形状，化学稳定性好； 二、载带自动键合技术（TAB） 芯片上的凸点，实际上包括凸点及处在凸点和铝电极之间的多层金属膜(Under Bump Metallurgy)，一般称为凸点下金属层，主要起到粘附和扩散阻挡的作用。 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。 6）导电图样Cu镀锡退火 焊接工具是由硬质金属或钻石制成的热电极。 常见芯片互连方法有哪些？ 可塑性好，易保持一定形状，化学稳定性好； 利用光敏树脂固化时产生的收缩力将凸点和基板上金属焊区互连在一起。 超声波键合 5、FCB技术-凸点芯片的倒装焊接 2）占基板面积小，安装密度高 5、载带制作工艺实例—Cu箔单层带 2）TAB电极尺寸、电极与焊区间距较之WB小 2）安装互连工艺有难度，芯片朝下，焊点检查困难;3、TAB技术工艺流程;3、TAB技术工艺流程;3、TAB技术工艺流程;4、TAB关键技术; TAB关键技术-凸点制作;5、载带制作工艺实例—Cu箔单层带;6、内引线键合 (ILB) ;TAB关键技术-封胶保护;7、外引线键合 OLB;8、TAB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。;8、TAB技术的关键材料;9、TAB的优点;1、倒装芯片键合技术;凸点下金属层(UBM) 芯片上的凸点，实际上包括凸点及处在凸点和铝电极之间的多层金属膜(Under Bump Metallurgy)，一般称为凸点下金属层，主要起到粘附和扩散阻挡的作用。 ;2、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：周边型和面阵型 按凸点形状可分为蘑菇型、直状、球形、叠层等; 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（