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IC封裝導(dǎo)電膠的材料和方法:
由于產(chǎn)業(yè)界要面對日益迫近的歐洲新標(biāo)準(zhǔn)的挑戰(zhàn),因此對于下一級組裝來說引腳表面處理技術(shù)顯得日益重要。這一問題在過去幾年之中已經(jīng)成為了無數(shù)論文的主題。其重點是尋找一種長久以來一直使用著的且其性質(zhì)已為人所熟悉的鉛錫焊料的替代物。由于未來的供應(yīng)商面臨著激烈的市場競爭,所以并不會存在一個單一的解決方案。在未來的幾年中,人們很有可能對到底采用何種材料作為引線表面處理材料會更加困惑。
芯片粘接材料的作用是將芯片固定在襯底之上。看上去是很簡單的事情,但是對此的要求視應(yīng)用領(lǐng)域的不同而各不相同。在大多數(shù)情況下,芯片粘接用于芯片面朝上的引線鍵合封裝。這種材料要能夠?qū),在有些時候還要能夠?qū)щ姟榱吮苊庠谛酒袭a(chǎn)生熱積存,芯片粘接工藝應(yīng)該保證在粘接材料中沒有空洞。隨著芯片功耗的不斷提高,這一點會變得越加重要。
芯片粘接材料是液態(tài)材料或薄膜材料。它們被設(shè)計成不會脫氣,因為任何脫氣產(chǎn)物重新沉積在焊盤上都會降低引線鍵合的質(zhì)量。芯片粘接材料的還起著應(yīng)力緩沖層的作用,用以防止芯片由于與基板的CTE失配而產(chǎn)生斷裂。如果選取的芯片粘接材料合適,就能夠保證在芯片尺寸封裝(CSP)中在芯片下面重新分布的I/O的可靠性。經(jīng)過改良的芯片粘接材料還用于倒裝焊互連中。在這種應(yīng)用中,IC通常有凸點,而粘附層中分布有導(dǎo)電顆粒。這種類型的芯片粘接材料也被稱作各向異性導(dǎo)電膠。
再回到引線鍵合封裝。在引線鍵合技術(shù)中,主要有三種焊接技術(shù):熱壓焊、熱超聲球焊和室溫超聲楔焊。但只有后兩種焊接技術(shù)現(xiàn)在仍然在被廣泛采用。在熱超聲焊中普遍采用金絲。銅絲是另外一種可用的材料,但是需要在富含氮氣的環(huán)境下進行焊接。鋁絲則常用在低成本的楔焊中。
層壓基板材料可以替代引線框架用于IC封裝。它經(jīng)常出現(xiàn)在I/O數(shù)很多或者對性能要求很高的封裝中。從上世紀(jì)70年代末開始,基板應(yīng)用在板上芯片(chip-on-board)中。實際上,當(dāng)仔細觀察板上芯片時,你會清楚地發(fā)現(xiàn)它包含有封裝的所有基本元素,可以說它根本上是“現(xiàn)場封裝”。層壓基板封裝結(jié)構(gòu)現(xiàn)在仍在使用中,并且是一種十分重要的IC封裝手段。它可以作為厚膜陶瓷基板和薄膜陶瓷基板的一種低成本的替代品。新型的高溫有機層壓基板受到人們的青睞,不僅因為它們的成本很低,而且它們的電學(xué)性能也更加優(yōu)越(如較低的介電常數(shù))。
塑封料是IC封裝材料中的最后一個組成部分。引線框架主要重新分配了具有精細引腳節(jié)距的芯片I/O,而塑封料則具有另外的作用。它的主要作用就是保護芯片和脆弱的互連線免受物理損害和外界環(huán)境的不利影響。塑封料的使用一定要謹(jǐn)慎而準(zhǔn)確,以免產(chǎn)生引線偏移(沖絲),從而造成引線間的短路。
IC封裝中有三種主要的塑封料。第一種是環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂混合物。作為結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域中常用的樹脂材料,環(huán)氧樹脂也是如今最為常見的一種有機樹脂塑封料。環(huán)氧樹脂具有良好的綜合性能和熱性能,而且成本相對較低。
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