1、微微互连技术之互连技术之引线键合技术裸芯片裸芯片组装技组装技术术载带自动键合法载带自动键合法引线连接法引线连接法梁式引线法梁式引线法倒装芯片法倒装芯片法倒装焊倒装焊微互联微互联技术技术C4法法表层回流互联法表层回流互联法压接倒压接倒装互联装互联技术技术导电性沾结剂连接法导电性沾结剂连接法各向异性导电膜链接各向异性导电膜链接法法利用表面电镀利用表面电镀Au的树的树脂微球进行连接的方脂微球进行连接的方式式微互联技术引线键合技术引线键合技术(WB) 引线键合技术是将半导体裸芯片(引线键合技术是将半导体裸芯片(DieDie)焊区)焊区与微电子封装的与微电子封装的I/OI/O引线或基板上的金属布线焊引线
2、或基板上的金属布线焊区(区(PadPad)用金属细丝连接起来的工艺技术。)用金属细丝连接起来的工艺技术。 提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物,使焊区金提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物,使焊区金属产生塑性变形,使得引线与被焊面紧密接触,达到原子属产生塑性变形,使得引线与被焊面紧密接触,达到原子间引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊合点。引线键间引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊合点。引线键合键合接点形状主要有楔形和球形,两键合接点形状可以合键合接点形状主要有楔形和球形,两键合接点形状可以相同或不同。相同或不同。引线键合技术作用机理引线键合技术作用机理引线键合技术分类引线键合技术分类 常用
3、引线键合方式有三种:常用引线键合方式有三种: 热压键合热压键合 超声键合超声键合 热超声波(金丝球)键热超声波(金丝球)键热压键热压键合合作用机理作用机理利用加压和加热,使金属丝与焊区接触面原子间利用加压和加热,使金属丝与焊区接触面原子间达到原子引力范围,实现键合。一端是球形,一达到原子引力范围,实现键合。一端是球形,一端是楔形端是楔形 ,常用于,常用于Au丝键合。丝键合。压头下降,焊球被锁定在端部中央压头下降,焊球被锁定在端部中央压头上升压头上升压头高速运动到第二键合点,形成弧形压头高速运动到第二键合点,形成弧形在压力、温度的作用下形成连接在压力、温度的作用下形成连接1432第第一一键键合合
4、点点的的形形状状在压力、温度作用下形成第二点连接在压力、温度作用下形成第二点连接压头上升至一定位置,送出尾丝压头上升至一定位置,送出尾丝引燃电弧,形成焊球进入下一键合循环引燃电弧,形成焊球进入下一键合循环夹住引线,拉断尾丝夹住引线,拉断尾丝5678第二键合点第二键合点契形焊点契形焊点丝球焊点形状丝球焊点形状球形焊点球形焊点热压球焊点的外观热压球焊点的外观超声波发生器使劈刀发生水平弹性振动,同时施加向下超声波发生器使劈刀发生水平弹性振动,同时施加向下压力。劈刀在两种力作用下带动引线在焊区金属表面迅压力。劈刀在两种力作用下带动引线在焊区金属表面迅速摩擦,引线发生塑性变形,与键合区紧密接触完成焊速摩
5、擦,引线发生塑性变形,与键合区紧密接触完成焊接。常用于接。常用于AlAl丝键合,键合点两端都是丝键合,键合点两端都是楔形楔形 。热超声键合(热超声键合(金丝球金丝球):用于用于AuAu和和CuCu丝的键合。采用超丝的键合。采用超声波能量,键合时要提供外加热源。声波能量,键合时要提供外加热源。超声键合超声键合作用机理作用机理3. 定位(第定位(第2次键合)次键合)1. 定位(第一次键合)定位(第一次键合)超声压头超声压头Al 丝丝基板电极基板电极芯片电极芯片电极2. 键合键合加压加压超声波振动超声波振动4. 键合切断键合切断拉引拉引超声键合法工艺过程超声键合法工艺过程超声键合实物图超声键合实物图 球形键合球形键合 第一键合点第一键合点 第二键合点第二键合点 楔形键合楔形键合 第一键合点第一键合点 第二键合点第二键合点 引线键合接点外形引线键合接点外形采用导线键合的芯片互连采用导线键合的芯片互连引线键合技术实例引线键合技术实例 低成本、高可靠、高产量等特点使得低成本、高可靠、高产量等特点使得WBWB成为芯片互成为芯片互连主要工艺方法,用于下列封装连主要工艺方法,用于下列封装: :陶瓷和塑料陶瓷和塑料BGABGA、SCPSCP和和MCPMCP陶瓷和塑料封装陶瓷和塑料封装QFPQFP芯片尺寸封装芯片尺寸封装 (CSP)(CSP)特点及应用范围特点及应用范围