一文詳解封裝互連技術(shù)

封裝互連是指將芯片I/0端口通過(guò)金屬引線，金屬凸點(diǎn)等與封裝載體相互連接，實(shí)現(xiàn)芯片的功能引出。封裝互連主要包括引線鍵合（Wire Bonding, WB）載帶自動(dòng)鍵合（Tape Automated Bonding，TAB）和倒裝焊 (Flip Chip Bonding)。

1.引線鍵合 ( WB)引線鍵合技術(shù)包括超聲熱壓球焊技術(shù)和超聲楔北焊接找術(shù)兩種。超產(chǎn)熱壓球焊技術(shù)是指使用金屬焊線，在外殼、基板或引線框架端加熱的東件下，通過(guò)設(shè)備牌頭施加的壓力及超聲波，利用陶監(jiān)騭刀使金屬焊線與志片電板、金屬焊線與外殼、基板或引線框架端子連接，以達(dá)到功能的輸人與輸出的一種封裝技術(shù)。

超聲楔形焊接技術(shù)是指使用金屬焊線（通常是鋁線或鋁帶等），通過(guò)設(shè)備懼頭施加的壓力及超聲波，利用金屬楔形劈刀使金屬焊線與芯片電極、金屬焊線與外殼、基板或引線框梁端子連接，以達(dá)到功能的輸人與輸出的一種封裝技術(shù)。

金屬焊線包括純金線、鍍鈀銅線、銀合金線、純銅線、鋁線、鋁帶等。

金屬焊線的選擇取決于產(chǎn)品需要焊線承載的電流大小、成本的高低，以及芯片電極區(qū)鋁層的厚度、耐蝕性等因素

下圖所示為超聲熱壓球焊引線鍵合產(chǎn)品局部圖。

2. 載帶自動(dòng)鍵合 (TAB)?

載帶自動(dòng)鍵合技術(shù)是指利用超聲熱壓焊接機(jī)，將芯片上的凸點(diǎn)與載帶上的焊點(diǎn)焊接在一起，再對(duì)焊接后的芯片進(jìn)行密封保護(hù)的一種封裝技術(shù)，如下圖所示。

TAB 的關(guān)鍵工藝包括芯片凸點(diǎn)制作、載帶制作，以及內(nèi)引線、外引線的悍接和包封。

對(duì)載帶材料的要求 是高溫性能好、熱匹配性好、收縮率小、機(jī)械強(qiáng)度高；典型的芯片表面凸點(diǎn)材料為金或金合金。

載帶自動(dòng)鍵合的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)輕、薄、短、??；密度高；具有更好的電性能；鍵合點(diǎn)抗鍵合拉力比引線鍵合的高。

3.倒裝焊

倒裝焊按技術(shù)是指在芯片的電極上預(yù)制凸點(diǎn)（Bump)，再將凸點(diǎn)與基板或引線框架對(duì)應(yīng)的電極區(qū)相連，以達(dá)到功能的輸人與輸出的一種封裝技術(shù)。

芯片表面凸點(diǎn)種類包括銅柱 （Cu Prillar）、焊錫球(solder Ball)、金凸點(diǎn)(Au Bump) 等。焊接方式包括回流焊接和熱壓焊接 (Thermal Compression Bond,TCB）兩種方式。

銅柱和焊錫球的焊接方法是，將芯片翻轉(zhuǎn)向下，在銅柱、焊錫球表面蘸取水洗型或免洗型助焊劑，通過(guò)回流焊接方式將芯片與基板或引線框架固定；金凸點(diǎn)的焊接方法是，在基板上涂覆 NCP 材料，或者將 NCF材料涂敷在凸點(diǎn)圓片表面，再將芯片翻轉(zhuǎn)向下，通過(guò)熱壓方式將芯片 與基板固定。

倒裝焊的填充方式包括環(huán)氧樹(shù)脂塑封底部填充 ( Molding Under Fill, MUF)、毛細(xì)管底部填充（Capillary Under Fill, CUF)、不導(dǎo)電焊膏 (Non ConductivePaste， NCP）填充、不導(dǎo)電薄膜 (Non Conductive Film, NCF）填充等。

下圖所示為倒裝焊接產(chǎn)品局部圖。

目前，引線鍵合技術(shù)因其成本相對(duì)低廉，仍是主流的封裝互連技術(shù)，但它不適合對(duì)高密度、高頻有要求的產(chǎn)品。倒裝焊接技術(shù)適合對(duì)高密度、高頻及大電流有要求的產(chǎn)品，如電源管理、智能終端的處理器等。TAB 封裝技術(shù)主要應(yīng)用于大規(guī)模、多引線的集成電路的封裝。

審核編輯：湯梓紅