文档介绍：芯片互连技术
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引线键合技术(WB)
主要内容
载带自动键合技术(TAB)
倒装芯片键合技术(FCB)
引线键合技术概述
引线键合技术是将半导体裸芯片(Die)焊区与微电子封装的I/O引线或基板上的金属布线焊区(Pad)用金属细丝连接起来的工艺技术。
引线键合技术分类和应用范围
常用引线键合方式有三种:
热压键合
超声键合
热超声波(金丝球)键合
低成本、高可靠、高产量等特点使得WB成为芯片互连主要工艺方法,用于下列封装:
·陶瓷和塑料BGA、SCP和MCP
·陶瓷和塑料封装QFP
·芯片尺寸封装(CSP)
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相同或不同。
WB技术作用机理
超声键合: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速摩擦,引线发生塑性变形,与键合区紧密接触完成焊接。常用于Al丝键合,键合点两端都是楔形。
热压键合: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,一端是楔形,常用于Au丝键合。
金丝球键合:用于Au和Cu丝的键合。采用超声波能量,键合时要提供外加热源。
WB技术作用机理
球形键合第一键合点第二键合点
楔形键合第一键合点第二键合点
引线键合接点外形
采用导线键合的芯片互连
引线键合技术实例
不同键合方法采用的键合材料也有所不同:
热压键合和金丝球键合主要选用金(Au)丝,超声键合则主要采用铝(Al)丝和Si-Al丝(Al-Mg-Si、Al-Cu等)
%,线径为l8~50μm的高纯金合金丝,为了增加机械强度,金丝中往往加入铍(Be)或铜。
WB线材及其可靠度