芯片与封装互连技术

芯片与封装互连技术时间:2010-05-30 14:01来源:MEMS资讯网 作者:MEMS 点击:126次
芯片与封装互连的方式主要有：引线键合（BW-Wire Bonding）、载带自动键合（TAB-Tape Automated Bonding）和倒装芯片键合技术（FCT-Flip Chip Technology）等。
    芯片与封装互连的方式主要有：引线键合（BW-Wire Bonding）、载带自动键合（TAB-Tape Automated Bonding）和倒装芯片键合技术（FCT-Flip Chip Technology）等。引线键合（WB）技术是用金属丝将集成电路芯片上的电极引线与集成电路底座外引线连接在一起的过程，通常采用热压、热超声和超声方法进行。

    1）热压键合法：热压键合法的机制是低温扩散和塑性流动（Plastic Flow）的结合，使原子发生接触，导致固体扩散键合。键合时承受压力的部位，在一定的时间、温度和压力的周期中，接触的表面就会发生塑性变形（Plastic Deformation）和扩散。塑性变形是破坏任何接触表面所必需的，这样才能使金属的表面之间融合。在键合中，焊丝的变形就是塑性流动。该方法主要用于金丝键合。

    2）超声键合法：超声键合是塑性流动与摩擦的结合。通过石英晶体或磁力控制，把摩擦的动作传送到一个金属传感器（Metal“HORN”）上。当石英晶体上通电时，金属传感器就会伸延；当断开电压时，传感器就会相应收缩。这些动作通过超声发生器发生，振幅一般在4～5个微米。在传感器的末端装上焊具，当焊具随着传感器伸缩前后振动时，焊丝就在键合点上摩擦，通过由上而下的压力发生塑性变形。大部分塑性变形在键合点承受超声能后发生，压力所致的塑变只是极小的一部分，这是因为超声波在键合点上产生作用时，键合点的硬度就会变弱，使同样的压力产生较大的塑变。该键合方法可用金丝或铝丝键合。

    3）热超声键合法：这是同时利用高温和超声能进行键合的方法，用于金丝键合。表1中对三种引线键合工艺优缺点进行了比较。


    为了适应超窄引线间距、多引脚和薄外形封装要求，TAB技术应用越来越普遍。虽然载带价格较贵，但引线间距最小可达到150μm，而且TAB技术比较成熟，自动化程度相对较高，是一种高生产效率的内引线键合技术。

    倒装芯片键合技术是目前半导体封装的主流技术，是将芯片的有源区面对基板键合。在芯片和基板上分别制备了焊盘，然后面对面键合，键合材料可以是金属引线或载带，也可以是合金焊料或有机导电聚合物制作的焊凸。倒装芯片键合引线短焊凸直接与印刷线路板或其它基板焊接，引线电感小，信号间窜扰小，信号传输延时短，电性能好，是互连中延时最短、寄生效应最小的一种互连方法。表2中对这几种芯片互连技术的特点进行了比较。