SIP封裝製程按照晶片與基板的連線方式可分為引線鍵合封裝和倒裝焊兩種。
1、引線鍵合封裝工藝
圓片→圓片減薄→圓片切割→晶片粘結→引線鍵合→等離子清洗→液態密封劑灌封→裝配焊料球→迴流焊→表面打標→分離→終端檢查→測試→包裝。
2、圓片減薄
圓片減薄是指從圓片背面採用機械或化學機械(CMP)方式進行研磨,將圓片減薄到適合封裝的程度。由於圓片的尺寸越來越大,為了增加圓片的機械強度,防止在加工過程中發生變形、開裂,其厚度也一直在增加。但是隨著系統朝輕薄短小的方向發展,晶片封裝後模組的厚度變得越來越薄,因此在封裝之前一定要將圓片的厚度減薄到可以接受的程度,以滿足晶片裝配的要求。
3、圓片切割
圓片減薄後,可以進行劃片。較老式的劃片機是手動操作的,現在一般的劃片機都已實現全自動化。無論是部分劃線還是完全分割矽片,目前均採用鋸刀,因為它劃出的邊緣整齊,很少有碎屑和裂口產生。
4、晶片粘結
已切割下來的晶片要貼裝到框架的中間焊盤上。焊盤的尺寸要和晶片大小相匹配,若焊盤尺寸太大,則會導致引線跨度太大,在轉移成型過程中會由於流動產生的應力而造成引線彎曲及晶片位移現象。貼裝的方式可以是用軟焊料(指 Pb-Sn 合金,尤其是含 Sn 的合金)、Au-Si 低共熔合金等焊接到基板上,在塑膠封裝中常用的方法是使用聚合物粘結劑貼上到金屬框架上。
5、引線鍵合
在塑膠封裝中使用的引線主要是金線,其直徑一般為0.025mm~0.032mm。引線的長度常在1.5mm~3mm之間,而弧圈的高度可比晶片所在平面高 0.75mm。
鍵合技術有熱壓焊、熱超聲焊等。這些技術優點是容易形成球形(即焊球技術),並防止金線氧化。為了降低成本,也在研究用其他金屬絲,如鋁、銅、銀、鈀等來替代金絲鍵合。熱壓焊的條件是兩種金屬表面緊緊接觸,控制時間、溫度、壓力,使得兩種金屬發生連線。表面粗糙(不平整)、有氧化層形成或是有化學沾汙、吸潮等都會影響到鍵合效果,降低鍵合強度。熱壓焊的溫度在 300℃~400℃,時間一般為 40ms(通常,加上尋找鍵合位置等程式,鍵合速度是每秒二線)。超聲焊的優點是可避免高溫,因為它用20kHz~60kHz的超聲振動提供焊接所需的能量,所以焊接溫度可以降低一些。將熱和超聲能量同時用於鍵合,就是所謂的熱超聲焊。與熱壓焊相比,熱超聲焊較大的優點是將鍵合溫度從 350℃降到250℃左右(也有人認為可以用100℃~150℃的條件),這可以大大降低在鋁焊盤上形成 Au-Al 金屬間化合物的可能性,延長器件壽命,同時降低了電路引數的漂移。在引線鍵合方面的改進主要是因為需要越來越薄的封裝,有些超薄封裝的厚度僅有0.4mm 左右。所以引線環(loop)從一般的200 μ m~300 μ m減小到100μm~125μm,這樣引線張力就很大,繃得很緊。另外,在基片上的引線焊盤外圍通常有兩條環狀電源 / 地線,鍵合時要防止金線與其短路,其較小間隙必須>625 μ m,要求鍵合引線必須具有高的線性度和良好的弧形。
等離子清洗
清洗的重要作用之一是提高膜的附著力,如在Si 襯底上沉積 Au 膜,經 Ar 等離子體處理掉表面的碳氫化合物和其他汙染物,明顯改善了Au 的附著力。等離子體處理後的基體表面,會留下一層含氟化物的灰色物質,可用溶液去掉。同時清洗也有利於改善表面黏著性和潤溼性。
以上便是電子展小編為大家整理的相關內容,如果大家對這方面比較感興趣,可以到中國電子展參觀交流。今年將匯聚600個參展品牌及企業集中展示PCBA全球新發新品,包括表面貼裝(SMT)、智慧工廠及自動化技術、點膠噴塗、測試測量、電子製造服務(EMS)等展區。同時,展會繼續戰略佈局汽車電子板塊,配合汽車製造主題的技術研討會及採配活動,吸引更多汽車行業的品牌企業買家參觀採購。展會將發揮行業口碑力量,擴大邀請至35,000名來自醫療、汽車、通訊、伺服器、大型工控產品等行業的高階電子製造買家蒞臨體驗行業新發產品、獲知前沿技術與方案、會見上下游業務夥伴。2022年4月20-22日,上海電子展將於上海世博展覽館隆重開幕,誠邀您蒞臨參觀,為您解讀更多行業發展新趨勢。