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封装工艺流程介绍之导电胶(二)

[发布日期:2020-06-18 11:27:13] 点击:


 

  封装工艺流程介绍之导电胶(二)

  导电胶有三种配方:

  (1)各向同性材料,能沿所有方向导电。

  (2)导电硅橡胶,能起到使器件与环境隔绝,防止水、汽对芯片的影响,同时还可以屏蔽电磁干扰。

  (3)各向异性导电聚合物,电流只能在一个方向流动。在倒装芯片封装中应用较多无应力影响。

  三种导电胶的特点是:化学接合、具有导电功能。

  导电胶贴装工艺

  膏状导电胶:

  用针筒或注射器将粘贴剂涂布到芯片焊盘上(不能太靠近芯片表面,否则会引起银迁移现象),然后用自动拾片机(机械手)将芯片精确地放置到焊盘的粘贴剂上,在一定温度下固化处理(150°C 1小时或186°C半小时)

  固体薄膜:

  将其切割成合适的大小放置于芯片与基座之间,然后再进行热压接合。采用固体薄膜导电胶能自动化大规模生产。

  玻璃胶粘贴法

  与导电胶类似,玻璃胶也属于厚膜导体材料(后面我们将介绍)。不过起粘接作用的是低温玻璃粉。

  它是起导电作用的金属粉( Ag、Ag-Pd、 Au、Cu等)与低温玻璃粉和有机溶剂混合,制成膏状。在芯片粘贴时,用盖印、丝网印刷、点胶等方法将胶涂布于基板的芯片座中,再将芯片置放在玻璃胶之上,将基板加温到玻璃熔融温度以上即可完成粘贴。由于完成粘贴的温度要比导电胶高得多,所以它只适用于陶瓷封装中。

  在降温时要控制降温速度,否则会造成应力破坏,影响可靠度。

封装工艺

  2.4芯片互连

  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焊区相连接。

  芯片互连常见的方法:

  打线键合(WB wire bonding)

  倒装芯片键合(FCB flip chip bonding, C4)

  载带自动键合(TAB tape automate bonding)

  这三种连接技术对于不同的封装形式和集成电路芯片集成度的限制各有不同的应用范围。

  打线键合适用引脚数为3-257;载带自动键合的适用引脚数为12-600;倒装芯片键合适用的引脚数为6-16000。可见C4适合于高密度组装。

  2.4.1打线键合技术

  打线键合技术

  超声波键合(Ultrasonic Bonding ,U/S bonding )

  热压键合(Thermocompression Bonding T/C bonding)

  热超声波键合(Thermosonic Bonding,T/S bonding)

  2.4.1打线键合技术介绍

  (1)超声波键合

  优点:

  键合点尺寸小,回绕高度低,适合于键合点间距小、密度高的芯片连接。

  缺点:

  所有的连线必须沿回绕方向排列(这不可能),因此在连线过程中要不断改变芯片与封装基板的位置再进行第2根引线的键合。从而限制了打线速度。

  ( 3 )热超声波键合

  热超声波键合是热压键合与超声波键合的混合技术。在工

  艺过程中,先在金属线末端成球,再使用超声波脉冲进行金

  属线与金属接垫之间的接合。

  此过程中接合工具不被加热,仅给接合的基板加热(温度维

  持在100-150°C)。其目的是抑制键合界面的金属间化合物

  (类似于化学键,金属原子的价电子形成键)的成长,和降

  低基板高分子材料因高温产生形变。

  打线键合的线材与可靠度

  ( 1)合金线材

  铝合金线

  因纯铝线材太软很少使用。铝合金线标准线材是铝-1%

  硅。令你- -种是含0.5- 1%镁的铝导线。其优点是抗疲劳

  性优良,生成金属间化合物的影响小。

  金线

  纯金线的纯度一-般用4个9。 为增加机械强度,往往在金中添加5-10ppm铍或铜。金线抗氧化性好,常由于超声波焊接中。

  2.4.2载带自动键合技术

  载带自动健合技术是在类似于135胶片的柔性载带粘结金属薄片,(像电影胶片- 样卷在一带卷上,载带宽度8-70mm。在其特定的位置上开出一一个窗口。窗口为蚀刻出一定的印刷线路图形的金属箔片(0.035mm厚)。

  引线排从窗口伸出,并与载带相连,载带边上有供传输带用的齿轮孔。当载带卷转动时,载带依靠齿孔往前运动,使带上的窗口精确对准带下的芯片。再利用热压模将导线排精确键合到芯片上。可见TAB技术与一般的压丝引线技术不同。后者的特点是将一根、- - 根的引线先后分立的快速的键合到搭接片上。TAB技术中内引线键合后还要作后道工序,包括电学测试、通电老化,外引线键合、切下,最后进行封装工艺(。这些都在载带上完成。

  过去, TAB技术不受重视的原因:

  ◆( 1) TAB技术初始投资大;

  ( 2 )开始时TAB工艺设备不易买到,而传统的引线工艺已得到充分的发展,且其生产设备也容易买到;

  ◆(3 )有关TAB技术资料和信息少。但是随着芯片信息容量及随之而来的引|脚数的增加,传统的分立引线工艺显得力不从心。为降低弓|线成本的需要, TAB技术越来越受到人们的青睐,促使许多半导体厂家积极开发研究。

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