芯片封装工艺（二）
2022-03-23 04:46阅读：
3.导电胶粘贴法
导电胶是大家熟悉的填充银的高分子材料聚合物,是具有良好导热导电性能的环氧树脂导电胶粘贴法不要求芯片背面和基板具有金属化层芯片粘贴后,用导电胶固化要求的温度时间进行固化(可在洁净的烘箱中完成固化),操作起来简便易行,因此而成为塑料封装常用的芯片粘贴法
以下有3种导电胶的配方可以提供所需的电互连
1)各向同性材料
它能沿所有方向导电,代替热敏元件上的焊料,也能用于需要接地的元器件
2)导电硅橡胶
它有助于保护器件免受环境的危害,如水汽,而且可屏蔽电磁和射频干扰(EMI/RFI)
3)各向异性导电聚合物
它只允许电流沿某一方向流动,提供倒装芯片元器件的电连接,并消除应变
4.玻璃胶粘贴法
玻璃胶为低成本芯片粘贴材料当使用玻璃胶进行芯片粘贴时,先以盖印网印和点胶技术将胶原料涂布于基板的芯片座中,将IC芯片置放在玻璃胶上后,再将封装基板加热至玻璃熔融温度以上即可完成粘贴在冷却过程中,应谨慎控制降温的速度
,以免造成应力破裂
,这是使用玻璃粘贴法应注意的事项
除了一般的玻璃胶之外,在胶材中还可填入金属箔(银为最常使用的填充剂)以提升热电传导性能玻璃胶粘贴法的优点是可以得到无空隙热稳定性优良低接合应力与低湿气含量的芯片粘贴它的缺点是胶中的有机成分与溶剂必须在热处理时完全去除,否则将对封装结构及其可靠度有所损害在塑料封装中,IC芯片必须粘贴固定在引脚架的芯片基座上,而玻璃必须在有特殊表面处理的铜合金引脚架上才能形成接合,对低成本的塑料封装而言则不经济然而,在玻璃胶与陶瓷材料之间可以形成良好的粘贴,因此玻璃胶粘贴法适用于陶程封装中
（二）芯片互连技术
互连技术是将芯片上的接点用金线或者铝线铜线连接到导线架上之内的引脚上,从而将IC晶粒的电路信号传输到外界芯片互连示意图如下图所示：
当进行焊线时,以晶粒上的接点为第一焊点,内引脚上的接点为第二焊点先将金线之端点烧成小球,再将小球压焊在第一焊点上;接着按已设计好的路径拉金线,将金线压焊在第二点上,完成一条金线的焊线动作芯片互连技术常见的有打线键合(Wire
Bonding,WB)载带自动键合(Tape Automated
Bonding,TAB)倒装芯片键合(Flip Chip
Bonding,FCB)3种方法其中,倒装芯片键合也称为反转式芯片互连或控制坍塌芯片互连(Controlled
Collapse Chip
Connection,C4)这3种互连技术对于不同的封装形式和集成电路芯片集成度(Input/Output
Count I/0)的限制各有不同的应用范围,如下图所示
在芯片封装中,半导体器件失效约1/4～1/3是由芯片互连引起的,因此,芯片互连对器件可靠性的影响很大在WB中,引线过长引起短路;压焊过重引线损伤芯片断裂;压焊过轻或芯片表面膨胀会导致虚焊等在TAB和FCB中,芯片凸点高度不一致,点阵凸点与基板的应力不匹配也会引起基板变形焊点失效
（三）成型技术
芯片互连完成之后就到了塑料封装步骤.即将芯片与引线框架“包装”起来目的如下
1)防止湿气等由外部侵入
2)以机械方式支持导线架
3)有效地将内部产生之热排出到外部。
4)提供能够手持的形体
这种成型技术有金属封装塑料封装陶瓷封装等,但是从成本角度和其他方面综合考虑,塑料封装是最为常用的封装方式,它占据了90%左右的市场塑料封装好的芯片如下图所示：
在塑料封装中,封胶的过程是将导线架预热，在将框架置于压铸机上的封装模具上,再将半融化后的树脂挤入模具中，待树脂硬化后便可开模取出成品塑料封装的工艺过程如下图所示：
（四）去飞边毛刺
在塑料封装中的塑封料树脂溢出贴带毛边引线毛刺等统称为飞边毛刺现象例如,塑封料只在模块外的框架上形成薄薄的一层,面积也很小,通常称为树脂溢出若渗出部分较多较厚,则称为毛刺或是飞边毛刺造成溢料或毛刺的原因很复杂,一般认为与模具设计注模条件及塑封料本身有关毛刺的厚度一般要薄于1Oμm,它会给后续工序(如切筋成型)带来麻烦,甚至会损坏机器因此,在切筋成型工序之前,要进行去飞边毛刺的工序
随着模具设计的改进以及严格控制注模条件,毛刺问题变得越来越小了在一些比较先进的封装工艺中，已不再进行去飞边毛刺的工序
去飞边毛刺工序的工艺主要有:介质去飞边毛刺溶剂去飞边毛和水去飞边毛刺另外,当溢出塑封料发生在框架堤坝背后时,可用所谓的树脂清除工艺其中,介质和水去飞边毛刺的方法用得最多。
当用介质去飞边毛刺时，是用研磨料(如粒状的塑料球)与高压空气一起冲洗模块在去飞边毛刺过程中,介质会将框架引脚的表面轻微擦磨,这将有助于焊料和金属框架的粘连曾经使用的天然介质(如粉碎的胡桃壳和杏仁核),由于它们会在框架表面残留油性物质而被放弃用水去飞边毛刺工艺是利用高压的水流来冲击模块的有时也会将研磨料与高压水流一起使用用溶剂去飞边毛刺的工艺通常只适用于很薄的毛刺溶剂包括N-甲基吡咯烷酮
(NMP)或双甲基呋喃(DMF)
