最新的封装类型（五）
2022-05-22 05:46阅读：
(2)直接芯片连接
直接芯片连接(Direct Chip
Attach,DCA)技术,像C4技术一样,是一种超微细节距的BGA形式,管心与在C4中所描述的完全一样C4和DCA之间不同之处在于所选择的基片不同DCA基片所采用的一般为用于PCB(印制电路板)的典型材料,所采用的焊球是3Sn/97Pb,与之相连的焊盘采用的是低共熔点焊料(63Sn/37Pb)为了能够满足DCA的应用需要,低共熔点焊料不能通过模板印制施加到焊盘上面,这是因为它们的节距极细的缘故作为一种替代方式,板上的焊盘必须在装配以前涂覆上焊料,在焊盘上焊料的容量大小是非常关键的,与其他超细微节距的元器件相比,它所施加的焊料显得略多,0.05～0.127mm焊料被释放在焊盘上面,使之显现出半球形的形状,在元器件贴装以前必须使之平整,否则焊球不能够可靠安置在半球形的表面上。为了能够满足标准的再流焊接工艺流程,直接芯片互接技术混合采用具有低共熔点焊膏的高锡含量凸点这些元器件能够使用标准的表面贴装工艺方法进行装配,施加到管心上的焊剂与在C4中采用的相同在DCA装配时所采用的再流
焊接温度大约为
220,低于焊球的熔化温度而高于连接焊盘上的焊料熔化温度
在管心上的焊球起到了刚性支持作用,焊料填充在焊球的周围,因为这是在两个不同的Sn-Pb焊料组合之间形成的互连,在该处焊盘和焊球之间的界面将消失,在互相扩散的区域具有从Sn-Pb形成光滑的梯度通过刚性的支撑,管心不会像在C4中那样发生“塌陷”现象,但是特有的趋于自我校准的能力仍然保持不变大规模的生产应用DCA器件的目的,不在于它所具有的较高的I/O数量,而是主要在于它的尺寸重量和价格
DCA元器件的优点类似于前面所述的C4由于它们能够在标准的表面贴装工艺处理下被安置到电路板上面,所以能够适合这项技术的潜在应用场合数不胜数,尤其在便携式电子产品的应用中
然而关于DCA技术的优点也不能过于夸大,要实现它仍存在一些技术方面的挑战当有经验的封装厂商在生产过程中使用这项技术时,需要继续重新处理和改善其工艺流程业界实际上还没有对此项技术广泛的工艺处理经验,为了消除在管心周围围绕的复杂封装,所有复杂的高密度连接直接进入PCB内,形成了复杂的表面贴装技术
(3)胶粘剂连接的倒装芯片
胶粘剂连接的倒装芯片(Flip Chip Adhesive
Attachment,FCAA)可以具有很多形式,它用胶粘剂来代替焊料,将管心与下面的有源电路连接在一起胶粘剂可以采用各向同性的导电材料各向异性的导电材料,或者采用根据贴装情况选择的非导电材料另外,采用胶粘剂可以贴装陶瓷PCB基板柔性电路板和玻璃材料等,这项技术的应用非常广泛
3.倒装芯片的凸点技术
FC基本上可分为焊料凸点FC和非焊料凸点FC两大类尽管如此,它们的基本结构是一样的,即每-个FC都是由ICUBM(Under
Bump Metal
Lurgy,凸点与金属焊区的金属层)和Bump(凸点)组成的下图是一个典型的芯片凸点结构示意图：
UBM是在芯片焊盘与凸点之间的金属过渡层,主要起粘着和扩散阻挡的作用,它通常由粘着层扩散阻挡层和浸润层等多层金属膜组成目前采用溅射蒸发化学镀电镀等方法来形成UBMBump则是FC与PCB电连接的惟一通道,也是FC技术中最富吸引力之所在
(1)UBM的制作
能用来制作UBM的材料有很多,主要有CrNiV(钒)Ti/WCu和Au(金)等同样,制作UBM的方法也不少,最常用的有溅射蒸发电镀和化学镀等几种,其中采用溅射/蒸发电镀工艺制作UBM需要较大的设备投入,成本高,但其生产效率相当高而采用化学镀方法,成本则低得多,据预测它将成为今后的发展方向目前使用较广泛的Ni/Au
UBM就是采用的化学镀方法
(2)几种不同的凸点
根据制作方法不同,凸点大致可分为焊料凸点金凸点及聚合物凸点3大类
1)焊料凸点(Solder Ball
Bump)
凸点材料为含Pb焊料,一般有高Pb(10Sn/90Pb)和共晶(63Sn/37Pb)两种
2)金凸点(Gold Bump)
凸点材料可以是Au租Cu,通常是采用电镀方法形成厚度为20μm左右的Au或Cu凸点,Au凸点还可以采用金丝球焊的方法形成
3)聚合物凸点(Polymer Bump)
聚合物倒装晶片(Polymer Flip
Chip)采用导电聚合物制作凸点,设备和工艺相对简单,是一种高效低成本的FC
由于组装工艺简单,所以焊料凸点技术应用最为广泛金凸点虽然制作工艺较焊料凸点简单,但在组装中需要专门的定位设备和专用粘接材料,如ACF(各向异性导电薄膜),因此它多用于产品开发阶段;而PFC作为一种新兴起的FC,具有很好的应用前景
(3)焊料凸点的制作
焊料凸点FC因其优良的电热性能及组装简便等诸多优点,吸引了业界广泛的关注,人们在不断地开发各种各样的焊料凸点制造技术
1)电镀凸点
这是最常用的凸点制造技术
2)印刷凸点
这种方法实际上就是SMT工艺中的丝网印刷技术众所周知,精密丝网印刷的分辨率一般都在0.3～0.4mm范围,低于0.3mm时会带来许多缺陷,而采用该方法印刷焊料凸点,间距通常为0.254mm和0.304mm。这就对丝网刮刀及印刷机等提出了更高的要求
3)喷射凸点
喷射凸点,又称为MJT(Metal Jetting
Technology)。这是一种创新的焊料凸点形成技术,它借鉴了计算机打印机中广泛使用的喷墨技术,熔融的焊料在一定压力的作用下,形成连续的焊料滴,通过静电控制,可以使焊料微滴精确的滴落在所需位置该技术制作焊料凸点具有极高的效率,喷射速度可高达44000滴/秒
