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1、第二章 电子封装的基本工艺第二章 电子封装的基本工艺塑料封装转移成型的基本工艺流程图塑料封装转移成型的基本工艺流程图硅片减薄硅片减薄硅片切割硅片切割芯片贴装芯片贴装芯片互连芯片互连成型成型切筋打弯切筋打弯去飞边毛刺去飞边毛刺打码打码上焊锡上焊锡第2.1节 芯片贴装第2.1节 芯片贴装一、硅片减薄与切割一、硅片减薄与切割硅片尺寸增大，厚度增加，划片困难，封装模块厚度增加。硅片尺寸增大，厚度增加，划片困难，封装模块厚度增加。减薄：研磨剂，硅片背面减薄：研磨剂，硅片背面划片划片:大圆片切割成小芯片大圆片切割成小芯片划片机：激光束、钻石尖、金刚石锯刀划片机：激光束、钻石尖、金刚石锯刀二、芯片贴装二、芯
2、片贴装将芯片贴装到框架的中间焊盘将芯片贴装到框架的中间焊盘(die-attach pad)上。塑料封装中常用的芯片贴装方法：上。塑料封装中常用的芯片贴装方法：1.Au-Si低共熔合金贴装低共熔合金贴装芯片的背面淀积芯片的背面淀积Au层，直接粘合于镀层，直接粘合于镀Au焊盘，然后在约焊盘，然后在约370的的H2或或(N2)保护气体中进行烧结，使之形成低共熔合金。保护气体中进行烧结，使之形成低共熔合金。Au-Si低共熔合金熔点约低共熔合金熔点约370，Au:Si=69:31，由，由Au的厚度可大致估算的厚度可大致估算Si溶解深度。优点：刚性连接，不易产生焊接疲劳缺点：芯片、框架的溶解深度。优点：刚
3、性连接，不易产生焊接疲劳缺点：芯片、框架的CTE失配，热应力会导致芯片开裂；生产效率低。失配，热应力会导致芯片开裂；生产效率低。2.Pb/Sn合金焊接法合金焊接法芯片背面：芯片背面：Au or Ni焊盘：焊盘：Au,Pd-Ag,or Cu金属化连接：使用合金焊料或焊膏连接芯片和焊盘温度：取决于金属化连接：使用合金焊料或焊膏连接芯片和焊盘温度：取决于Pb-Sn和金的成分。和金的成分。3.导电聚合物粘结法导电聚合物粘结法聚合物芯片粘结剂大多数是用环氧树脂、聚酰亚胺作为基体材料，充填料一般是银颗粒或银片，填充量聚合物芯片粘结剂大多数是用环氧树脂、聚酰亚胺作为基体材料，充填料一般是银颗粒或银片，填充量
4、75-80%。散热：芯片。散热：芯片-粘结剂粘结剂-框架固化条件：框架固化条件：150，1h 问题：降解（高温存储）界面空洞：开裂；热阻，升温导致电路参数漂移吸潮：焊接时模块开裂问题：降解（高温存储）界面空洞：开裂；热阻，升温导致电路参数漂移吸潮：焊接时模块开裂第2.2节 芯片互连第2.2节 芯片互连芯片互连是将芯片焊区与电子封装外壳的芯片互连是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接，常用的方法有：引线或基板上的金属布线焊区相连接，常用的方法有：1.引线键合（引线键合（Wire Bonding,WB）2.载带自动焊载带自动焊(Tape Automated Bondin
5、g,TAB)3.倒装芯片焊倒装芯片焊(Flip Chip Bonding,FCB)在微电子封装中，半导体器件的失效约有在微电子封装中，半导体器件的失效约有1/4-1/3是由芯片连接引起的，芯片互连对器件可靠性影响很大。是由芯片连接引起的，芯片互连对器件可靠性影响很大。WB：引线过长引起短路，压焊过重使引线损伤、芯片断裂，压焊过轻或芯片表面脏，导致虚焊等。：引线过长引起短路，压焊过重使引线损伤、芯片断裂，压焊过轻或芯片表面脏，导致虚焊等。TAB,FCB：芯片凸点高度一致性差引起引力集中，面阵凸点与基板的应力不匹配引起基板变形，焊点失效。：芯片凸点高度一致性差引起引力集中，面阵凸点与基板的应力不匹
6、配引起基板变形，焊点失效。一、引线键合(WB)一、引线键合(WB)WB是将芯片焊区与电子封装外壳的是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属布线焊区用金属细丝相连接的技术工艺。引线或基板上的金属布线焊区用金属细丝相连接的技术工艺。材料性能要求：低电阻，化学稳定，结合力强，电导率高，可塑性好，易焊接材料性能要求：低电阻，化学稳定，结合力强，电导率高，可塑性好，易焊接焊区金属：焊区金属：Al or Au金属丝：金属丝：Au,Al,Si-Al金属丝直径：金属丝直径：10um-100um金属丝长度：金属丝长度：1.5-3mm弧圈高度弧圈高度:0.75mm焊接方式：热压焊、超声键合和热超声焊（
7、金丝球焊）焊接方式：热压焊、超声键合和热超声焊（金丝球焊）1.热压焊：1.热压焊：利用加热和加压力使金属丝与Al或Au金属焊区压焊在一起。原理:使焊区金属塑性形变，破坏压焊界面氧化层，使金属丝和焊区金属接触面产生原子间吸引力，达到键合的目的。此外，界面上、下金属在加热加压下相互镶嵌。焊接压力：0.5-1.5N/点焊头温度：150芯片温度：利用加热和加压力使金属丝与Al或Au金属焊区压焊在一起。原理:使焊区金属塑性形变，破坏压焊界面氧化层，使金属丝和焊区金属接触面产生原子间吸引力，达到键合的目的。此外，界面上、下金属在加热加压下相互镶嵌。焊接压力：0.5-1.5N/点焊头温度：150芯片温度：2
8、00缺点：高温：氧化，生成金属间化合物；金属丝变形过大，焊点键合拉力小缺点：高温：氧化，生成金属间化合物；金属丝变形过大，焊点键合拉力小(0.05N/点点)。表面粗糙、氧化层、化学沾污、吸潮影响键合效果。表面粗糙、氧化层、化学沾污、吸潮影响键合效果2.超声焊2.超声焊利用超声振动提供的能量使金属丝在金属焊区表面迅速摩擦，使金属丝和金属膜表面产生塑性形变，破坏金属层界面的氧化层，使两个纯净金属面紧密接触，达到原子间利用超声振动提供的能量使金属丝在金属焊区表面迅速摩擦，使金属丝和金属膜表面产生塑性形变，破坏金属层界面的氧化层，使两个纯净金属面紧密接触，达到原子间“键合键合”，形成牢固的焊接。优点：
9、焊点面积与引线面积相当，适用微细间距焊盘；充分去处氧化层，焊接质量高，焊接强度高；可以在常温下进行键合，不损坏芯片；超声键合能量可以调节，适用不同的金属丝。缺点：旋转芯片与基座，速度慢。，形成牢固的焊接。优点：焊点面积与引线面积相当，适用微细间距焊盘；充分去处氧化层，焊接质量高，焊接强度高；可以在常温下进行键合，不损坏芯片；超声键合能量可以调节，适用不同的金属丝。缺点：旋转芯片与基座，速度慢。3.热超声焊（金丝球焊）3.热超声焊（金丝球焊）将热和超声能量同时用于键合。将热和超声能量同时用于键合。焊接压力：0.5N/点焊接压力：0.5N/点芯片温度：芯片温度：100-150优点：优点：键合温度低
10、，操作方便、灵活，焊点牢固，压点面积大，无方向性，可自动化焊接。键合温度低，操作方便、灵活，焊点牢固，压点面积大，无方向性，可自动化焊接。三种引线键合的焊接拉力比较三种引线键合的焊接拉力比较热压焊：热压焊：0.1N/点（点（Al丝丝,4040m）热超声焊：）热超声焊：0.07-0.09N/点（点（Au丝丝,2525m）引线键合可能产生的失效引线键合可能产生的失效脱焊脱焊(lift-off)：原因是焊盘上存在有机沾污或是表面氧化层太厚疲劳断裂：原因是焊盘上存在有机沾污或是表面氧化层太厚疲劳断裂(fatigue break)：原因是生成金属间化合物，使接触电阻增大。金属间化合物形成的同时，在焊接点
11、产生空洞，在热冲击、温度循环过程中，空洞越来越大，导致焊点断裂。（金属间化合物的生成是二种金属键合的关键，金属间化合物的剪切强度比纯金和纯铝高。）：原因是生成金属间化合物，使接触电阻增大。金属间化合物形成的同时，在焊接点产生空洞，在热冲击、温度循环过程中，空洞越来越大，导致焊点断裂。（金属间化合物的生成是二种金属键合的关键，金属间化合物的剪切强度比纯金和纯铝高。）Au-Al焊接的可靠性Au-Al焊接的可靠性Au-Al在高温中在高温中(200)会形成金属间化合物：会形成金属间化合物：AuAl2(紫色）、紫色）、Au2Al（白斑）、（白斑）、AuAl，Au4Al，Au5Al2(主主)。接触电阻增大
12、，脆性增加。接触电阻增大，脆性增加。由于金属间化合物晶格常数、机械性能和热性能不同，反应时产生物质移动，在交界层面上形成柯肯德尔空洞（由于金属间化合物晶格常数、机械性能和热性能不同，反应时产生物质移动，在交界层面上形成柯肯德尔空洞（Kirkendal Void），或产生裂缝，引起器件焊点脱落而失效。），或产生裂缝，引起器件焊点脱落而失效。金属间化合物的厚度金属间化合物的厚度X2=DtX:金属间化合物厚度金属间化合物厚度D:扩散系数扩散系数t:扩散时间扩散时间二、载带自动焊（TAB）二、载带自动焊（TAB）TAB是将芯片焊区与电子封装外壳的是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O或基板上的金属布线焊区
13、用具有或基板上的金属布线焊区用具有引线图形金属箔丝引线图形金属箔丝相连接的技术工艺。相连接的技术工艺。296根根TAB引线的引线的FQFP器件截面图器件截面图载带自动焊（TAB）载带自动焊（TAB）TAB技术的优点TAB技术的优点1.TAB的结构轻、薄、短、小，高度的结构轻、薄、短、小，高度1mm2.TAB的电极尺寸、电极与焊区的间距比的电极尺寸、电极与焊区的间距比WB大为减少大为减少3.相应可容纳的相应可容纳的I/O引脚数更高引脚数更高4.TAB的引线的引线R、C、L均比均比WB的小的多的小的多5.采用采用TAB互连可对互连可对IC芯片进行电老化、筛选和测试芯片进行电老化、筛选和测试6.TA
14、B采用采用Cu箔引线，导热、导电好、机械强度高箔引线，导热、导电好、机械强度高7.TAB焊点键合拉力比焊点键合拉力比WB高高3-10倍倍8.可实现标准化（载带的尺寸）和自动化可实现标准化（载带的尺寸）和自动化TAB的分类及特点TAB的分类及特点TAB技术的关键材料TAB技术的关键材料1.基带材料：要求高温性能好，与基带材料：要求高温性能好，与Cu箔的粘接性好，耐高温，热匹配性好，收缩率小且尺寸稳定，抗化学腐蚀性强，机械强度高，吸水率低。如：箔的粘接性好，耐高温，热匹配性好，收缩率小且尺寸稳定，抗化学腐蚀性强，机械强度高，吸水率低。如：聚酰亚胺聚酰亚胺(PI)，聚乙烯对苯二甲酸脂，聚乙烯对苯二甲
15、酸脂(PET)和和苯并环丁烯苯并环丁烯(BCB)。2.TAB金属材料：要求导电导热性好，强度高，延展性及表面平滑性良好，与各种基带粘接牢固，不易剥离，易于用光刻法制作出精细复杂的引线图形，易电镀金属材料：要求导电导热性好，强度高，延展性及表面平滑性良好，与各种基带粘接牢固，不易剥离，易于用光刻法制作出精细复杂的引线图形，易电镀Au,Ni,Pb/Sn焊接材料。如焊接材料。如Al，Cu。3.芯片凸点金属材料：芯片凸点金属材料：Au、Cu/Au、Au/Sn、Pb/SnLSILSISi3N4多层金属金属凸点多层金属金属凸点SiO2TAB的关键技术TAB的关键技术 芯片凸点制作技术芯片凸点制作技术 TA
16、B载带制作技术载带制作技术 载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引线焊接技术载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引线焊接技术1.芯片凸点制作技术芯片凸点制作技术TAB技术中芯片上凸点的排列为周边布局，并且具有均匀性和对称性。凸点形状分为蘑菇状和柱状（方形或圆形）技术中芯片上凸点的排列为周边布局，并且具有均匀性和对称性。凸点形状分为蘑菇状和柱状（方形或圆形）2.TAB载带的制作技术载带的制作技术TAB载带设计要点：载带设计要点：引线图形指端位置、尺寸、节距与芯片凸点对应；外引线焊区与基板布线焊区对应。引线图形指端位置、尺寸、节距与芯片凸点对应；外引线焊区与基板布线焊区对应。(载带引线长度和宽
17、度载带引线长度和宽度)凸点焊区到外引线焊区：载带引线由内向四周均匀扇出，接触凸点部分较窄，外焊区部分较宽，渐变，减少引线热应力和机械应力。凸点焊区到外引线焊区：载带引线由内向四周均匀扇出，接触凸点部分较窄，外焊区部分较宽，渐变，减少引线热应力和机械应力。高高I/O多层载带引线，设计专门测试点。多层载带引线，设计专门测试点。载带种类选择：载带种类选择：I/O数量、电性能、成本数量、电性能、成本(1)单层载带的制作技术单层载带的制作技术原料：原料：Cu箔箔(厚度厚度50-70um)(2)双层载带的制作技术双层载带的制作技术原料：金属箔原料：金属箔(Cu、Al)液态聚酰胺酸液态聚酰胺酸(PA)(3)
18、三层载带的制作技术三层载带的制作技术Cu箔（厚箔（厚18-35um）粘接剂（厚）粘接剂（厚20-25um）聚酰亚胺（厚）聚酰亚胺（厚70um）3.TAB焊接技术焊接技术包括：载带内引线与芯片凸点的焊接（内引线焊接）载带外引线与外壳或基板焊区的焊接（外引线焊接）包括：载带内引线与芯片凸点的焊接（内引线焊接）载带外引线与外壳或基板焊区的焊接（外引线焊接）（a）内引线焊接）内引线焊接主要工艺操作主要工艺操作焊接方法：热压焊：焊接温度高，压力大凸点：焊接方法：热压焊：焊接温度高，压力大凸点：Au或或Ni/Au、Cu/Au载带镀层：相同热压再流焊：焊接温度较低，压力较小凸点或载带之一：载带镀层：相同热压
19、再流焊：焊接温度较低，压力较小凸点或载带之一：Au或或Ni/Au、Cu/Au另一：另一：Pb/Sn镀层焊接条件：镀层焊接条件：T,P,t热压再流焊典型焊接条件：热压再流焊典型焊接条件：T=450-500OC,P=0.5N/点，点，t=0.5-1s影响焊接结果的因素：焊头：平整度、平行度、焊接时倾斜度焊接界面浸润性、凸点高度的一致性、载带引线图形厚度的一致性影响焊接结果的因素：焊头：平整度、平行度、焊接时倾斜度焊接界面浸润性、凸点高度的一致性、载带引线图形厚度的一致性焊接过程：对准、焊接、拾片、供片焊接过程：对准、焊接、拾片、供片（b）外引线焊接）外引线焊接外引线焊接过程外引线焊接过程凸点载带自
20、动焊凸点载带自动焊(BTAB)将凸点制作在载带将凸点制作在载带Cu箔内引线键合区上的箔内引线键合区上的TAB技术优点：工艺简单、成本低、使用方便灵活、适用于小批量生产。制作方法：技术优点：工艺简单、成本低、使用方便灵活、适用于小批量生产。制作方法：(1)直接形成凸点法直接形成凸点法(2)移置凸点法移置凸点法Cu箔引线与箔引线与TAB引线图形制作法相同，将形成在耐温玻璃板上的凸点通过压焊的方式移置到载带引线上，形成引线图形制作法相同，将形成在耐温玻璃板上的凸点通过压焊的方式移置到载带引线上，形成BTAB载带结构。载带结构。TAB的应用的应用主要应用在低成本，大规模生产的电子产品。主要应用在低成本
21、，大规模生产的电子产品。TAB的引线在九十年代：的引线在九十年代：200300根，内引线间距根，内引线间距5080um，外引线间距，外引线间距75%)2.凸点芯片的类别凸点芯片的类别1）凸点芯片焊区多层金属化：粘附层）凸点芯片焊区多层金属化：粘附层扩散阻挡层扩散阻挡层导电层粘附层：导电层粘附层：Cr、Ti、Ni(数百数百A)扩散阻挡层：扩散阻挡层：Pt、W、Pd、Mo、Cu、Ni(数百数百A-数千数千A)导电层：导电层：Au、Cu、Ni、Pb/Sn、In2）凸点芯片的类型）凸点芯片的类型(1)按凸点材料分类按凸点材料分类:Au凸点凸点、Ni/Au凸点、凸点、Au/Sn凸点、凸点、Cu凸点凸点
22、Cu/Pb-Sn凸点、凸点、In凸点、凸点、Pb/Sn凸点（凸点（C4）(2)按凸点结构分类：周边型，面阵型按凸点形状分类按凸点结构分类：周边型，面阵型按凸点形状分类:蘑菇状、直状、球形、叠层蘑菇状、直状、球形、叠层3.凸点芯片制作凸点芯片制作工艺工艺（1）蒸发）蒸发/溅射凸溅射凸点制作法点制作法与与IC工艺兼容，工艺简便，成熟工艺兼容，工艺简便，成熟凸点直径较大、凸点直径较大、I/O数较少、凸点低数较少、凸点低成本高效率低，较难适于大批量生产成本高效率低，较难适于大批量生产与与IC工艺兼容，工艺简便，成熟工艺兼容，工艺简便，成熟凸点直径较大、凸点直径较大、I/O数较少、凸点低数较少、凸点低成
23、本高效率低，较难适于大批量生产成本高效率低，较难适于大批量生产（2）电镀凸点制作法（2）电镀凸点制作法工艺成熟、简便易行工艺成熟、简便易行适于大批量制作各种类型凸点适于大批量制作各种类型凸点工艺成熟、简便易行工艺成熟、简便易行适于大批量制作各种类型凸点适于大批量制作各种类型凸点（3）化学镀凸点制作法（3）化学镀凸点制作法不需通电，利用强还原剂在化学镀液中将欲镀的金属离子还原成金属原子沉积在镀层表面上的方法。不需通电，利用强还原剂在化学镀液中将欲镀的金属离子还原成金属原子沉积在镀层表面上的方法。特点：特点：镀层致密，孔隙少，抗蚀能力强，结合力好镀层致密，孔隙少，抗蚀能力强，结合力好不受镀件的限制
24、不受镀件的限制设备简单设备简单特点：特点：镀层致密，孔隙少，抗蚀能力强，结合力好镀层致密，孔隙少，抗蚀能力强，结合力好不受镀件的限制不受镀件的限制设备简单设备简单（4）打球（钉头）凸点制作法（4）打球（钉头）凸点制作法在在IC芯片焊区上打球压焊后即将芯片焊区上打球压焊后即将Au丝从压焊末端断开，形成一个带有尾尖的丝从压焊末端断开，形成一个带有尾尖的Au球状凸点。球状凸点。凸点高度一致性较差，在芯片凸点全部完成后对所有的凸点进行磨平。凸点高度一致性较差，在芯片凸点全部完成后对所有的凸点进行磨平。凸点高度一致性较差，在芯片凸点全部完成后对所有的凸点进行磨平。凸点高度一致性较差，在芯片凸点全部完成后
25、对所有的凸点进行磨平。（5）置球及模板印刷制作焊料凸点（5）置球及模板印刷制作焊料凸点在在IC的的Al焊区上形成多层金属后，通过掩模板定位放置焊料球，然后在焊区上形成多层金属后，通过掩模板定位放置焊料球，然后在H2或或N2气氛保护下在回流炉中再流。焊料在掩模板的限制下，以底层金属为基面收缩成半球状的焊料凸点。气氛保护下在回流炉中再流。焊料在掩模板的限制下，以底层金属为基面收缩成半球状的焊料凸点。将置焊料球换成印制焊膏也可以制作焊料凸点。由于使用了助焊剂，形成凸点后要认真去除焊剂残留物。将置焊料球换成印制焊膏也可以制作焊料凸点。由于使用了助焊剂，形成凸点后要认真去除焊剂残留物。工艺简单，成本较低
26、适用于大尺寸焊料凸点模板的制作精度要求高工艺简单，成本较低适用于大尺寸焊料凸点模板的制作精度要求高工艺简单，成本较低适用于大尺寸焊料凸点模板的制作精度要求高工艺简单，成本较低适用于大尺寸焊料凸点模板的制作精度要求高4.倒装焊互连基板的金属焊区制造4.倒装焊互连基板的金属焊区制造适用于适用于FCB的基板有：的基板有：陶瓷、陶瓷、Si基板、基板、PCB环氧树脂基板环氧树脂基板基板上的金属化层：基板上的金属化层：Ag/Pd,Au,Cu（厚膜工艺（厚膜工艺)Au,Ni,Cu（薄膜工艺）（薄膜工艺）Cu（PCB）薄膜陶瓷基板的金属化工艺：薄膜陶瓷基板的金属化工艺：蒸发蒸发/溅射溅射-光刻光刻-电镀电镀可
27、制作可制作10um线宽线宽/间距金属化图形间距金属化图形厚膜陶瓷基板的金属化工艺：印制厚膜陶瓷基板的金属化工艺：印制烧结烧结较大尺寸线宽较大尺寸线宽/间距间距PCB金属化：线宽金属化：线宽/间距约数百微米间距约数百微米5.倒装焊的工艺方法5.倒装焊的工艺方法（1）热压焊倒装焊法）热压焊倒装焊法使用倒装焊机完成对硬凸点的芯片连接，压使用倒装焊机完成对硬凸点的芯片连接，压焊头可加热并带有超声，同时承片台也需要加热，焊头可加热并带有超声，同时承片台也需要加热，所加温度、压力和时间与凸点的金属材料、凸点所加温度、压力和时间与凸点的金属材料、凸点的尺寸有关。的尺寸有关。硬凸点：硬凸点：Au凸点、凸点、N
28、i/Au凸点、凸点、Cu凸点、凸点、Cu/Pb-Sn凸点。凸点。特点：芯片与基板的焊区需精确定位、并保持平行。所加温度、压力和时间与凸点的金属材料、凸点的尺寸有关特点：芯片与基板的焊区需精确定位、并保持平行。所加温度、压力和时间与凸点的金属材料、凸点的尺寸有关特点：芯片与基板的焊区需精确定位、并保持平行。所加温度、压力和时间与凸点的金属材料、凸点的尺寸有关特点：芯片与基板的焊区需精确定位、并保持平行。所加温度、压力和时间与凸点的金属材料、凸点的尺寸有关（2）再流倒装焊法）再流倒装焊法特点：特点：既可与光洁平整的陶瓷既可与光洁平整的陶瓷/Si基板金属焊区互连，也能与基板金属焊区互连，也能与PCB
29、板上的金属焊区互连板上的金属焊区互连 C4芯片凸点用高熔点焊料，芯片凸点用高熔点焊料，PCB焊区用低熔点焊料，倒装焊再流时，焊区用低熔点焊料，倒装焊再流时，C4凸点不变形，可弥补基板缺陷产生的焊接问题凸点不变形，可弥补基板缺陷产生的焊接问题 Pb/Sn焊料熔化再流，表面张力会产生焊料熔化再流，表面张力会产生“自对准自对准”效果，倒装焊时的对准精度要求大为降低效果，倒装焊时的对准精度要求大为降低 可以用常规的可以用常规的SMT贴装设备在贴装设备在PCB上贴装焊接凸点芯片上贴装焊接凸点芯片特点：特点：既可与光洁平整的陶瓷既可与光洁平整的陶瓷/Si基板金属焊区互连，也能与基板金属焊区互连，也能与PC
30、B板上的金属焊区互连板上的金属焊区互连 C4芯片凸点用高熔点焊料，芯片凸点用高熔点焊料，PCB焊区用低熔点焊料，倒装焊再流时，焊区用低熔点焊料，倒装焊再流时，C4凸点不变形，可弥补基板缺陷产生的焊接问题凸点不变形，可弥补基板缺陷产生的焊接问题 Pb/Sn焊料熔化再流，表面张力会产生焊料熔化再流，表面张力会产生“自对准自对准”效果，倒装焊时的对准精度要求大为降低效果，倒装焊时的对准精度要求大为降低 可以用常规的可以用常规的SMT贴装设备在贴装设备在PCB上贴装焊接凸点芯片专对各类上贴装焊接凸点芯片专对各类Pb/Sn焊料凸点再流焊接焊料凸点再流焊接可控塌陷芯片连接（可控塌陷芯片连接（C4技术）技术
31、）（）环氧树脂光固化倒装焊法（）环氧树脂光固化倒装焊法利用光敏树脂固化时产生的收缩力将凸点与基板上的金属焊区牢固地互连在一起，因此环氧树脂光固化不是利用光敏树脂固化时产生的收缩力将凸点与基板上的金属焊区牢固地互连在一起，因此环氧树脂光固化不是“焊接焊接”，而是，而是“机械接触机械接触”。特点：工艺简单，不需昂贵的设备投资，成本低特点：工艺简单，不需昂贵的设备投资，成本低特点：工艺简单，不需昂贵的设备投资，成本低特点：工艺简单，不需昂贵的设备投资，成本低（）各向异性导电胶(ACA)倒装焊法（）各向异性导电胶(ACA)倒装焊法(anisotropic conductive adhesive)(an
32、isotropic conductive adhesive)玻璃板上芯片技术（玻璃板上芯片技术（COG）使用使用ACA可直接将芯片倒装焊在玻璃基板上。可直接将芯片倒装焊在玻璃基板上。ACA倒装焊步骤：倒装焊步骤：在基板上涂复在基板上涂复ACA，将带有凸点的，将带有凸点的IC与基板上的金属电极焊区对位后，芯片上加压并进行与基板上的金属电极焊区对位后，芯片上加压并进行ACA固化，这样，导电粒子挤压在凸点与焊区间，使上下接触导电，而在固化，这样，导电粒子挤压在凸点与焊区间，使上下接触导电，而在X、Y平面各方向导电粒子不连续，故不导电。平面各方向导电粒子不连续，故不导电。ACA类型：热固型，热塑型和紫
33、外光类型：热固型，热塑型和紫外光(UV)固化型固化型小尺寸凸点小尺寸凸点/间距间距ACA倒装焊倒装焊50um凸点尺寸凸点尺寸/间距，间距，ACA横向短路可能性增加，需采用改进方法：设置尖峰状绝缘介质坝横向短路可能性增加，需采用改进方法：设置尖峰状绝缘介质坝尖峰绝缘坝工艺方法尖峰绝缘坝工艺方法ACA中导电粒子含量中导电粒子含量10%导电粒子：导电粒子：Ag,Ni,外镀外镀Au,Ni层的球状树脂层的球状树脂各类倒装焊工艺方法比较各类倒装焊工艺方法比较6.倒装焊接后的芯片下充填6.倒装焊接后的芯片下充填倒装焊后，在芯片的基板间填充环氧树脂作用：倒装焊后，在芯片的基板间填充环氧树脂作用：保护芯片免受环
34、境影响保护芯片免受环境影响 耐受机械振动和冲击耐受机械振动和冲击 减小芯片与基板间热膨胀失配的影响减小芯片与基板间热膨胀失配的影响 应力和应变再分配，减小芯片中心及四角部分凸点连接处应力和应变过于集中应力和应变再分配，减小芯片中心及四角部分凸点连接处应力和应变过于集中（1）充填材料）充填材料环氧树脂应具有以下要求：环氧树脂应具有以下要求：填料无挥发性填料无挥发性 应尽可能减小以致消除应力失配应尽可能减小以致消除应力失配 为避免为避免PCB板产生变形，固化温度要低板产生变形，固化温度要低 填料的粒子尺寸应小于倒装芯片与基板间的间隙填料的粒子尺寸应小于倒装芯片与基板间的间隙 在填充温度下的填料粘滞
35、性要低，流动性要好在填充温度下的填料粘滞性要低，流动性要好 填料应具有较高的弹性模量及弯曲强度填料应具有较高的弹性模量及弯曲强度 在高温高湿的环境下，填料的绝缘电阻要高在高温高湿的环境下，填料的绝缘电阻要高 抗化学腐蚀力强（抗化学腐蚀力强（2）填料的填充方法将倒装芯片）填料的填充方法将倒装芯片基板加热到基板加热到70-75C，利用加有填料形状如同，利用加有填料形状如同“L”注射器，沿芯片的边缘双向注射填料。由于细缝的毛细管虹吸作用，填料被吸入并向芯片注射器，沿芯片的边缘双向注射填料。由于细缝的毛细管虹吸作用，填料被吸入并向芯片基板的中心流动，固化。基板的中心流动，固化。（1）充填材料）充填材料
36、环氧树脂应具有以下要求：环氧树脂应具有以下要求：填料无挥发性填料无挥发性 应尽可能减小以致消除应力失配应尽可能减小以致消除应力失配 为避免为避免PCB板产生变形，固化温度要低板产生变形，固化温度要低 填料的粒子尺寸应小于倒装芯片与基板间的间隙填料的粒子尺寸应小于倒装芯片与基板间的间隙 在填充温度下的填料粘滞性要低，流动性要好在填充温度下的填料粘滞性要低，流动性要好 填料应具有较高的弹性模量及弯曲强度填料应具有较高的弹性模量及弯曲强度 在高温高湿的环境下，填料的绝缘电阻要高在高温高湿的环境下，填料的绝缘电阻要高 抗化学腐蚀力强抗化学腐蚀力强（2）填料的填充方法）填料的填充方法将倒装芯片将倒装芯片
37、基板加热到基板加热到70-75C，利用加有填料形状如同，利用加有填料形状如同“L”注射器，沿芯片的边缘双向注射填料。由于细缝的毛细管虹吸作用，填料被吸入并向芯片注射器，沿芯片的边缘双向注射填料。由于细缝的毛细管虹吸作用，填料被吸入并向芯片基板的中心流动，固化。基板的中心流动，固化。2.3 成型技术2.3 成型技术塑料封装的成型技术主要有：塑料封装的成型技术主要有：转移成型技术（转移成型技术（transfer molding）喷射成型技术喷射成型技术(inject molding)予成型技术予成型技术(premolding)转移成型技术转移成型技术将已贴装好芯片并完成芯片互连的框架带置于模具中，
38、将塑封料予加热（将已贴装好芯片并完成芯片互连的框架带置于模具中，将塑封料予加热（90-95C之间），然后放进转移成型机的转移罐中。在转移成型活塞压力之下，塑封料被挤压到浇道中，并经过浇口注入模腔（之间），然后放进转移成型机的转移罐中。在转移成型活塞压力之下，塑封料被挤压到浇道中，并经过浇口注入模腔（170-175C）。塑封料在模具中快速固化，经过一段时间的保压，使得模块达到一定的硬度，然后用顶杆顶出模块并放入固化炉进一步固化。）。塑封料在模具中快速固化，经过一段时间的保压，使得模块达到一定的硬度，然后用顶杆顶出模块并放入固化炉进一步固化。转移成型技术的优缺点转移成型技术的优缺点技术和设备成熟，
39、工艺周期短，成本低，几乎没有后整理，适合于大批量生产技术和设备成熟，工艺周期短，成本低，几乎没有后整理，适合于大批量生产塑封料的利用率不高，使用标准的框架材料，不利于应用到较先进的封装技术，对于高密度封装有限制塑封料的利用率不高，使用标准的框架材料，不利于应用到较先进的封装技术，对于高密度封装有限制转移成型技术使用材料：热固性聚合物转移成型技术设备：预加热器、压机、模具、固化炉转移成型技术使用材料：热固性聚合物转移成型技术设备：预加热器、压机、模具、固化炉2.4 封装后处理技术2.4 封装后处理技术2.4.1 去飞边毛刺（deflash）2.4.1 去飞边毛刺（deflash）在封装成型过程中
40、，塑封料可能会从两快模具的合缝处渗出，流到模块外的框架材料上形成飞边毛刺。飞边的主要成分：在封装成型过程中，塑封料可能会从两快模具的合缝处渗出，流到模块外的框架材料上形成飞边毛刺。飞边的主要成分：未完全固化的环氧树脂未完全固化的环氧树脂 脱膜剂脱膜剂 固化的环氧树脂去飞边毛刺的工艺固化的环氧树脂去飞边毛刺的工艺介质去飞边：研磨料介质去飞边：研磨料+高压空气冲洗，损伤高压空气冲洗，损伤水去飞边：高压水流冲击（或加研磨料）水去飞边：高压水流冲击（或加研磨料）溶剂去飞边：溶解或溶涨溶剂去飞边：溶解或溶涨热浸煮化学药品去飞边热浸煮化学药品去飞边2.4.2 上焊锡2.4.2 上焊锡对封装后半导体器件的引
41、线脚进行焊锡电镀或是浸锡。目的是给管脚上保护性镀层，以增加其抗腐蚀性，并增加可焊性。对封装后半导体器件的引线脚进行焊锡电镀或是浸锡。目的是给管脚上保护性镀层，以增加其抗腐蚀性，并增加可焊性。1.引线脚电镀引线脚电镀硫酸盐镀锡：工艺成熟、价格低、阴极效率高缺点：晶须，可焊性差，不适应密间距硫酸盐镀锡：工艺成熟、价格低、阴极效率高缺点：晶须，可焊性差，不适应密间距IC甲基磺酸法电镀锡铅合金：最先进电镀方法镀层质量高、高速电镀，适合小间距、多引脚中高档甲基磺酸法电镀锡铅合金：最先进电镀方法镀层质量高、高速电镀，适合小间距、多引脚中高档IC电镀步骤：清洗，活化，电镀，冲淋，干燥。电镀步骤：清洗，活化，
42、电镀，冲淋，干燥。无铅电镀无铅电镀2.引线脚热浸锡引线脚热浸锡封装好器件经预处理后，在助焊剂中浸泡，再浸入熔融铅锡合金，在引线脚表面浸上一层可焊性的铅锡合金镀层。封装好器件经预处理后，在助焊剂中浸泡，再浸入熔融铅锡合金，在引线脚表面浸上一层可焊性的铅锡合金镀层。Sn/Pb=63/37,mp 183 C工艺流程：去飞边工艺流程：去飞边去油去油去氧化物去氧化物浸助焊剂浸助焊剂热浸锡热浸锡清洗清洗烘干两种上焊锡工艺比较：浸锡：镀层中间厚，边上薄（焊料表面张力）电镀：角周围厚，中间薄（周边电荷聚集效应）电镀液造成离子沾污烘干两种上焊锡工艺比较：浸锡：镀层中间厚，边上薄（焊料表面张力）电镀：角周围厚，中间薄（周边电荷聚集效应）电镀液造成离子沾污2.4.3 切筋打弯2.4.3 切筋打弯切筋工艺切筋工艺是切除框架外引脚之间的堤坝(dam bar)以及在框架带上连在一起的地方。是切除框架外引脚之间的堤坝(dam bar)以及在框架带上连在一起的地方。打弯工艺打弯工艺是将引脚弯成一定的形状，以适合装配需要是将引脚弯成一定的形状，以适合装配需要2.4.4 打码2.4.4 打码在封装模块表面印上包括制造商、国家、器件代码的信息。印码的方法有：油墨印码和激光印码在封装模块表面印上包括制造商、国家、器件代码的信息。印码的方法有：油墨印码和激光印码