一级封装工艺(1)在线视频

好 我下面具体讲一级封装工艺

要讲引线键合方式及连接结构

金丝引线键合的工艺过程

倒装芯片凸点的形成过程

利用FCB的连接方式

这是具体的引线键合的方式

这个图画得很清楚

那么中间这是芯片

芯片里边这是铝电极

你看这是铝电极

这是铝丝或者金丝

这个叫做焊盘有的叫焊垫

焊盘叫做焊垫

那么这是什么 金丝

把金丝接在引线框架上

这是早期的

把它装在基板上或者衬底上

我们引线键合的连接方式

你们看引线键合的连接方式

这是布线电极

那么这是基板这是基板

那么你看这是芯片了

芯片上有铝电极

通过铝电极要形成键合点

通过金属丝给它连接过来

它是这么个过程

那么要做这种引线键合

要一般要用引线键合机

你们看它过程第一是注意

这有一个管状的压头

这是金属丝 金丝

金丝大概是几十个微米

35微米的金丝或者是铝丝

金丝或者是铝丝

这是个送丝压头

它是管状的送丝压头 往下走

送丝压头

另外第一是要通过打弧的办法

设备上有要打弧

在金丝打出一个小球出来

打出一个小球出来

送丝压头就往下压

压在什么

电极上压在电极上

完成第一次键合

完成第一次键合

送丝压头

就带着丝往前走

走到这个地方

引在电极上

要金丝打弧

你看打弧打完了弧二次键合

二次键合把金丝切断

那么金丝切断以后

完成一个点的键合

然后上边去再去打弧

打完了弧

键合第一个点 送丝

第二个点键合

键合完了以后给它断开

断开完了又打弧去

它是这么个过程

在这个过程当中关键是

我采取键合的过程当中

键合的过程当中注意

它采取的是什么办法

又是超声焊

有超声焊 热压焊 超声热压焊

三种

一般铝丝用的是超声焊

那么金丝用的是热压焊

或者是超声热压焊

三种

那么我刚才讲了

用的金丝的直径

铝丝的直径

大概是35个微米左右

那么实际上当然了你超声焊

它对整体并不加热

就是在超声焊的过程当中

有一定的温度

但是这个温度

也远低于铝丝的熔点

它为什么就能焊接上

它为什么

铝丝在铝的上面

它就能焊接得上

它道理是在地方

因为我们学材料科学的都知道

金和铝都是面心立方的

面心立方它很容易滑移

它的滑移系统很多很容易滑移

那么注意铝膜表面

会形成一个氧化膜

如果不用超声焊

直接把金丝或者铝丝

在这上面要是连接

你根本压不上压不上

因为它有个表面氧化膜

这氧化膜是很致密的

但是我们通过超声波

在你送丝压头压的这一刹那

使什么

因为它是面心立方的

它很容易发生塑性变形

发生塑性变形它这产生滑移

它这一产生滑移

金一产生滑移或者铝一产生滑移

它就会在底下

电极的铝表面上的那个氧化膜

它就给它蹭破了

一蹭破了话就露出新的金属来了

露出新的金属当然没有表面

没有表面氧化膜的金属物

很容易跟金形成铝金共熔

它的熔点比较低

就连接在一块了

铝也是这样的

采用的是超声焊热压焊

或者超声热压焊

可以实现什么

很牢固的连接很牢固的连接

一定是什么 它发生塑性变形

把表面的氧化膜

给它蹭破了

使新鲜的铝露出来了

才得以焊接在一块去

那么下个

下边我要讲的对于倒装芯片

对于凸点的表面要进行处理

我们刚才使它

在wire bonding的时候

你看wire bonding的时候不要做处理

直接是铝电极就可以了

铝电极铝电极就可以了

因为刚才靠它的塑性变形

把金丝或者铝丝连接在上面去

把它叫做wire bonding

很方便

但是对于倒装芯片来讲

对于倒装芯片来讲

底下凸点是个铝电极

铝电极如果直接

铝电极如果直接跟

印制电路板上

铜箔或者是什么相连接

肯定是连接不上的

它不可能连接上

因为也没有给它变形

露不出新的金属来

它表面上有氧化膜

你氧化膜

怎么贴在印制电路板上铜箔上

不行的

所以对于倒装芯片来讲

无论是TAB来讲还是FPC来讲

必须对芯片表面的铝电极

进行处理

要搞一个凸点下金属层

凸点下金属层

使铝电极过渡

过渡到什么

能焊接的一个金属

谁能焊接

焊料能焊接

金能焊接

焊料跟

焊料当然你

那边是焊锡或者是焊膏

你焊料肯定能焊上

如果是金

那你焊料焊膏也可以焊上

但是如果电极

不做处理

完全是铝电极

你不可能通过焊料

把铝电极跟印制电路板上的

铜箔焊在一块去

铜电极焊在一块去

所以对芯片表面电极

必须做处理

做什么处理 做UBM处理

焊料下金属处理

怎么处理

就是这样

它肯定是三层

哪三层

最底下是个黏附层

第二层是个隔离层

或者是防扩散层

第三层是个接焊层

注意我说一遍

凸点下金属层它必须是三层

最表面上肯定是接焊层

就是焊接用的焊接用的是两个

一个是金凸点一个是焊料凸点

那么金凸点 焊料凸点

直接跟你铝肯定是不行的

焊不到一块去

那必须得铝表面

先做一个什么

黏附层 黏附层是什么

一般是钛 钨等等这些

钛 钨这些它形成氧化物的能力

跟铝形成氧化物的能力不相上下

因此钛 钨

就比较容易跟铝

通过氧化膜的作用

结合在一块去

但是钛或者钨

又跟接焊层 金

或者是焊料凸点又不能发生扩散

发生扩散还影响它的性能

因此中间有一个

防止扩散层一般是镍

在镍的上边再给它

想办法沉积或者电镀上什么

电镀上接焊层

接焊层是焊料

铅锡焊料或者锡焊料或者什么

金凸点

这个是经过电镀

它又必须有三层

凸点下金属物必须有三层

哪三层

第一层跟铝电极

相接触的是黏附层

是钛或者是钨

第二层是防扩散层是镍

第三层是接焊层

接焊层通过电镀

通过气相沉积的方法沉积在上边去

所以对芯片

你要想做倒装芯片

对芯片的电极

必须得预先处理

处理可以是

一个一个的晶片进行处理

也可以是在整个的硅圆片上

再附加一道处理

我们知道硅圆片

经过几百道工序

最后出来以后

分布电极一个一个的晶片

一个一个的晶片电路它上边有了

每个电路上都有电极

那么我不妨

在整个的硅圆片的情况下

给它再加大一道工序

先表面上做成钨 沉入钨 沉钛

沉上钨 沉钛以后

再搞上一层镍

镍上边再一层电镀层

再一层金层

这些作为集成电路的工序来讲

作为增加一道工序

并不费劲

然后以后再划片裂片

划片裂片以后注意看

这上边就变成这样子的

划片裂片就带凸点的了

有了凸点下边就好办了

通过回流焊你看

有了凸点以后

有了凸点了吧

有了凸点以后

经过回流焊以后就完全可以

印制电板这铜电极

给它结合到一块去了

结合到一块

也有各种方法了

这是利用FCB的连接方式

其他的方式也有了

但是总而言之

你想办法一定要形成凸点

一定想办法形成凸点

形成凸点以后才能跟下边

封装基板进行连接

形成凸点的办法

也除了搞成三层

接焊层或者什么东西

其他的方法也有

但是必须得形成凸点