要想把芯片安裝到基板上,需要把芯片的引腳與電路板上的線(xiàn)路精準(zhǔn)連接,除了傳統(tǒng)的引線(xiàn)鍵合法以及創(chuàng)新的倒裝芯片法,還有一種特別的載帶自動(dòng)鍵合法,本文科準(zhǔn)測(cè)控小編就為您詳細(xì)講解,什么是載帶自動(dòng)鍵合,它的工藝流程什么樣,以及如何驗(yàn)證鍵合質(zhì)量。
一、什么是載帶自動(dòng)鍵合(TAB)?
載帶自動(dòng)鍵合(Tape-Automated Bonding,簡(jiǎn)稱(chēng)TAB)是一種芯片互連封裝技術(shù),其核心結(jié)構(gòu)是將精細(xì)的銅梁引線(xiàn)預(yù)先制作在聚酰亞胺載帶上,通過(guò)內(nèi)引線(xiàn)鍵合將芯片表面的金凸點(diǎn)與載帶引線(xiàn)連接,再通過(guò)外引線(xiàn)鍵合將載帶另一端的引線(xiàn)與封裝基板連接,從而實(shí)現(xiàn)芯片與外部電路的電氣互連。
二、TAB工作流程
第一步:預(yù)制載帶
在一卷耐高溫的聚酰亞胺載帶上,用化學(xué)方法制作出非常精細(xì)的銅線(xiàn)路。這些銅線(xiàn)路就是未來(lái)的導(dǎo)線(xiàn)。它們的一端,會(huì)預(yù)留出來(lái)連接芯片;另一端,則準(zhǔn)備連接基板。
第二步:內(nèi)引線(xiàn)鍵合
在芯片的金屬焊盤(pán)上,先做出一個(gè)個(gè)小小的金凸點(diǎn),然后,把芯片上的這些金凸點(diǎn)和載帶上對(duì)應(yīng)的銅線(xiàn)路末端,通過(guò)加熱和加壓的方式焊接在一起。使芯片與載帶鍵合。
第三步:外引線(xiàn)鍵合
把載帶另一端的銅線(xiàn)路,焊接到最終的封裝基板或電路板上,芯片就通過(guò)載帶和外界連通了。
三、TAB技術(shù)優(yōu)勢(shì)
相比傳統(tǒng)的引線(xiàn)鍵合,TAB技術(shù)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
1. 可以提前測(cè)試:在把芯片從載帶上切下來(lái)之前,就可以對(duì)整條帶子進(jìn)行通電測(cè)試,提前把壞芯片挑出來(lái)。這樣可以避免把壞芯片也封裝起來(lái),節(jié)省成本。這在專(zhuān)業(yè)上稱(chēng)為已知良好芯片(Known-Good-Die, KGD)的篩選。
2. 引線(xiàn)是扁的:TAB用的銅引線(xiàn)是矩形截面的,而引線(xiàn)鍵合用的是圓形截面的金線(xiàn)。扁平導(dǎo)線(xiàn)在高頻信號(hào)下的阻抗特性略?xún)?yōu)于圓形導(dǎo)線(xiàn),因此信號(hào)傳輸性能稍好。
3. 適合大批量生產(chǎn):一旦設(shè)計(jì)定型,就可以批量生產(chǎn)載帶,然后自動(dòng)化連續(xù)作業(yè)。TAB中的“Automated"(自動(dòng))一詞,正體現(xiàn)了其適合自動(dòng)化批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。
四、 TAB技術(shù)的局限
1. 引腳空間受限:TAB的引腳只能排在芯片的四周,呈外圍陣列布局。當(dāng)芯片需要成百上千個(gè)引腳時(shí),芯片四周的空間就不夠用了。
2. 缺乏靈活性:如果芯片設(shè)計(jì)有一點(diǎn)點(diǎn)改動(dòng),整條載帶的光罩模具都得重做,成本高、周期長(zhǎng)。
3. 載帶成本高:制作高精度的聚酰亞胺載帶,涉及光刻、蝕刻、電鍍等多道精密工藝,成本不低。
五、TAB應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著倒裝芯片技術(shù)的成熟和成本下降,TAB在大多數(shù)主流芯片封裝中已經(jīng)被取代。不過(guò)在一些特定的、對(duì)可測(cè)試性要求高或?qū)Ω哳l性能有特殊要求的領(lǐng)域,它依然在發(fā)揮作用,比如:
- 某些高頻聲表面波(SAW)濾波器
- 一些顯示驅(qū)動(dòng)芯片
- 以及需要先測(cè)試后封裝的高可靠應(yīng)用場(chǎng)景
六、怎么判斷TAB做得好不好?
TAB涉及芯片、載帶、基板三個(gè)部分的連接,需要檢查每個(gè)連接處是否牢固,要用到專(zhuān)業(yè)的推拉力測(cè)試機(jī)來(lái)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè):
1. 引線(xiàn)剝離測(cè)試
用鉤子把載帶上的銅引線(xiàn)從聚酰亞胺帶上以90°或180°的角度撕下來(lái),用以評(píng)估的載帶覆銅工藝的附著力。
2. 凸點(diǎn)剪切測(cè)試
用推刀從側(cè)面水平推動(dòng)芯片上的金凸點(diǎn),記錄推掉它需要多大的力,驗(yàn)證凸點(diǎn)與芯片焊盤(pán)的結(jié)合強(qiáng)度不足。
3. 凸點(diǎn)拉力測(cè)試
垂直向上拉拽已經(jīng)焊好的金凸點(diǎn)或引線(xiàn),看拉脫時(shí)的最大力值。用以檢測(cè)芯片凸點(diǎn)與載帶內(nèi)引線(xiàn)之間的鍵合強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)。
以上就是科準(zhǔn)測(cè)控小編關(guān)于載帶自動(dòng)鍵合技術(shù)的介紹,希望對(duì)您有所幫助。如果您對(duì)載帶自動(dòng)鍵合或芯片封裝測(cè)試及推拉力測(cè)試機(jī)設(shè)備有任何疑問(wèn)或想深入了解的地方,歡迎關(guān)注我們并私信留言,我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)會(huì)為您提供專(zhuān)業(yè)解答。