IC板上裝配的互連工藝

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!IC板上裝配的互連工藝翁利電子（上海）有限公司張顧蕾摘要：IC的封裝材料和線路板裝配過程使用的輔助物料比較特殊，對(duì)它們?cè)谑褂眠^程中的工藝控制要求也較高，本文主要就幾種常見的材料在使用時(shí)的一些控制要素進(jìn)行闡述，供大家參閱。關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂、硅鋁線、導(dǎo)電薄膜。引言IC后道裝配工藝對(duì)工作環(huán)境有一定的要求，整個(gè)工藝過程的環(huán)境溫度應(yīng)控制在20-250C左右，相對(duì)濕度在40％-70％比較適宜，潔凈度應(yīng)在10000級(jí)以下。在這樣的環(huán)境下對(duì)連接晶片各種材料，設(shè)備及工藝的影響都較小。有一些特別要求的晶片必須在無塵、恒溫、恒濕的環(huán)境中進(jìn)行生產(chǎn)，以降低氧化、靜電等危害產(chǎn)品因素的影響。本文主要就幾種較常見的材料在使用時(shí)的一些控制要素進(jìn)行闡述，供大家參考。晶片封裝材料1粘接與包封粘接與包封材料最常見的成份為環(huán)氧樹脂基，在此基礎(chǔ)上根據(jù)不同的使用要求，填充不同的物質(zhì)，來改變它的電氣性能及物理特性。不同種類的粘接與包封產(chǎn)品，其工藝控制的要求也不同。粘接與包封材料，一般都有保存固化時(shí)間、固化溫度等控制要素，常規(guī)等級(jí)材料的保存溫度在-100C以下，一些較特殊的規(guī)格需要在-400C-200C保存。固化時(shí)間與固化溫度的選擇是相互影響的工藝因素。溫度越高所需時(shí)間越短從產(chǎn)品的可靠性來講，溫度應(yīng)盡量低些，以降低其固化過程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。但是當(dāng)溫度代于某一值時(shí)，它就永遠(yuǎn)不可能固化了，也就是說各種材料都有它的最低固化溫度t(s)T(t(s)T(0C)圖1當(dāng)提高固化時(shí)的溫度。所以通過綜合考慮產(chǎn)品的合格率和充分利用設(shè)備，而又不會(huì)損傷到印刷制電路板及其他電子料和器件的溫度值，粘接與包封材料生產(chǎn)廠家都會(huì)推薦優(yōu)選的溫度和時(shí)間值供參考。2晶片的互連以上講的是IC的粘接與包封保護(hù)材料，那么它又是如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)部與外部連接的呢？在晶片板上直接裝聯(lián)工藝（COB）中，IC與外部電路的連接是通過印制電路板上的鍵合盤，導(dǎo)線或各種SMT引轉(zhuǎn)換插座。COB互連所用材料為硅鋁線、金線、鈀線或銅線等，其主要參數(shù)有直徑、抗拉強(qiáng)度、伸長系數(shù)、導(dǎo)電性等。對(duì)于任何電子產(chǎn)品來講，可靠性是非常關(guān)鍵的，那么在邦線工藝上的又有哪些因素影響呢？S/2TT圖2理倫上講，不管BallBonding(S/2TT圖2引線鍵合），幫線本身的抗拉強(qiáng)度越大，就越能承受外力對(duì)其的影響，產(chǎn)品本身就越可靠，以下我們來看一下拉力與其它因素的關(guān)系。

如圖拉力=P弧高=h邦點(diǎn)間距=s邦線所受張力=T當(dāng)T<To(To為極限值)時(shí)，即正常使用hhhh2+s2/4根據(jù)：P=T

T=10gmsS=100mils

T=10gmsS=100mils

P

h

圖3

BondSpan(mils)

P

圖4

弧線h越高，所能承受的拉力越大，如圖3所示：邦點(diǎn)間距S越大，所能承受的拉力越小，如圖4所示：當(dāng)T=To時(shí)，即達(dá)到疲勞極限時(shí)，P的大小還取決于鋁線本身所能承受的極限值，主要在于鋁線的直徑，以下是某型號(hào)線的極限拉力范圍與直徑的關(guān)系。直徑（mils）Tmax(克力)直徑Tmax(克力)0.74-71.112-150.86/91.214-170.98-111.2517-191.010-131.523-28根據(jù)上的關(guān)系時(shí)，我們可以根據(jù)邦線的性能，高速設(shè)備參數(shù)，來改善產(chǎn)品的可靠性。由于每批邦線的材料的成分及顯微結(jié)構(gòu)等因素，即使同一型號(hào)的邦線其性能也不盡相同，為了控制好產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，在生產(chǎn)過程中需要建立拉力測(cè)試控制點(diǎn)，計(jì)算其Cpk值，來評(píng)價(jià)產(chǎn)品的穩(wěn)定性和設(shè)備的工藝能力因素，一般要求Cpk≥1.33。當(dāng)然現(xiàn)在的電子產(chǎn)品越做越薄，必然要求其內(nèi)部的每個(gè)部件減小其厚度，所以有些特殊的產(chǎn)品對(duì)弧線高度也有要求，這樣當(dāng)保護(hù)層覆蓋上去時(shí)，其整體的高度就得到了控制，到了整個(gè)產(chǎn)品裝配時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)超薄的幾何尺寸要求。在選擇某一種邦線時(shí)，首先要考慮其拉力是否能滿足產(chǎn)品的要求，再根據(jù)產(chǎn)品的其它特殊要求來選擇線型，例如產(chǎn)品的幫線很密，就應(yīng)該選用直徑較小的線，同樣如果某一產(chǎn)品對(duì)導(dǎo)電、導(dǎo)熱要求較高，就應(yīng)選擇導(dǎo)電導(dǎo)熱系數(shù)好的邦線。電子產(chǎn)品中互連用的導(dǎo)電薄膜材料電子產(chǎn)品中互連用的導(dǎo)電薄膜材料有兩種：斑馬條紋連材料，柔性印刷線路薄膜。我想從以下幾方面的比較來說明其各自的特點(diǎn)和工藝特性。a.

從材料本身分析，斑馬條紋連接的線路中通通常為碳粉和其它金屬粉末的混合物，而柔性印刷線路薄膜的線路為銅鋁等金屬線。基寬度通常為0.3-2mm，也有較細(xì)的0.1-0.2mm，它對(duì)設(shè)備能力的要求就比較高。b.

從工藝流程上講，斑馬條紋只需要一道加熱加壓的過程就可以了，印刷線路薄膜，卻必須先使用ACF材料進(jìn)行低溫度較小壓力的預(yù)壓，然后再與線路板或玻璃片連接，而此時(shí)的溫度壓力就高許多。舉例來講：看下表兩過程的對(duì)比。

過程

BondingConditions

斑馬條紋溫度150+100C

壓力1-6Mpa

時(shí)間5-15S

TackingConditions

溫度90+100C

壓力1-2Mpa

時(shí)間5-8S柔性薄膜BondingConditions

溫度170+100C

壓力2-4Mpa

時(shí)間15-30Sc.

從導(dǎo)電方式來講，斑馬條紋連接材料是通本身攜帶的金屬物與印刷線路板或玻璃上透明導(dǎo)電膜電極（ITO）連接。印刷線路薄膜通過軸身電的ACF材料中的金屬粒進(jìn)入線路表面，來達(dá)到導(dǎo)電的目的。ACF是一種各向異性電薄膜材料（AnisotropicConductiveFilm的縮寫）。它的載體是半透明的膠帶，在其中分布一些金屬粒子，通常成份是鎳微粒，直徑在5-10um.d.

工藝控制

斑馬條紋印刷線路薄膜拉力測(cè)試>0.3N/mm>0.5N/mm平衡測(cè)試要求整個(gè)接觸面寬度一樣要求整個(gè)接觸面寬一樣效果測(cè)試殘留物試驗(yàn)>60％破裂粒子顯微鏡檢查這里我主要講一下效果測(cè)試過程。對(duì)于斑馬條紋，殘留物的多與少，就表明其與PCB或玻璃焊接程度，可以通過手撕或一些特殊的儀器來檢查。而檢查ACF材料中BallCrash(顆粒破裂)的情況，需要250-500倍的顯微鏡，它必須要達(dá)到材料供應(yīng)商給出的每根線路，破裂粒子的數(shù)目，才能說明連接是否良好。另外，由于ACF的連接方式可以看出，一旦需要拆解印刷線路薄膜和PCB或玻璃，就可能損壞表面線路，所以為降低報(bào)廢物料的