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          集成電路封裝的可靠性提高方法研究

          作者: 時(shí)間:2012-07-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1 前言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/193504.htm

            隨著集成電路的發(fā)展,小型化與多功能成了大家共同追求的目標(biāo),這不僅加速了IC設(shè)計(jì)的發(fā)展,也促進(jìn)了IC封裝設(shè)計(jì)的發(fā)展。IC封裝設(shè)計(jì)也可以在一定程度上提高產(chǎn)品的集成度,同時(shí)也對(duì)產(chǎn)品的起著很重要的影響作用。本文總結(jié)和研究了一些封裝工藝中提高的方法。

            2 引線框架

            引線框架的主要功能是芯片的載體,用于將芯片的I/O引出。在引線框架的設(shè)計(jì)過程中,需要考慮幾個(gè)因素。

            2.1 與塑封料的粘結(jié)性

            引線框架與塑封料之間的粘結(jié)強(qiáng)度高,產(chǎn)品的氣密性更佳,更高;與塑封料的粘結(jié)性不好,會(huì)導(dǎo)致分層及其他形式的失效。影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素除了塑封料的性能之外,引線框架的設(shè)計(jì)也可以起到增強(qiáng)粘結(jié)強(qiáng)度的作用,如在引腳和基島邊緣或背面設(shè)計(jì)圖案,如圖1所示。

          圖1 各種增強(qiáng)型框架

            2.2 芯片與引腳之間的連接

            引線框架的最重要的功能是芯片與外界之間的載體,因此,引線框架應(yīng)設(shè)計(jì)得利于芯片與引腳之間的連接,要考慮線弧的長(zhǎng)度以及弧度。

            2.3 考慮塑封料在型腔內(nèi)的流動(dòng)

            對(duì)于多芯片類的復(fù)雜設(shè)計(jì),還應(yīng)考慮塑封時(shí)塑封料在芯片與芯片或芯片與模具之間的流動(dòng)性。

            3 焊線

            3.1 增強(qiáng)焊線強(qiáng)度

            焊線強(qiáng)度除了焊點(diǎn)處的結(jié)合強(qiáng)度外,線弧的形狀也會(huì)對(duì)焊線強(qiáng)度有一定的影響。

            增強(qiáng)焊線強(qiáng)度的方法之一是在焊線第二點(diǎn)種球,有BSOB和BBOS兩種方式。如圖2所示。

          圖2 BSOB和BBOS的示意圖

          BSOB的方法是先在焊線的第二點(diǎn)種球,然后再將第二點(diǎn)壓在焊球上;BBOS的方法是在焊線的第二點(diǎn)上再壓一個(gè)焊球。兩種方法均能增強(qiáng)焊線強(qiáng)度,經(jīng)試驗(yàn),BBOS略強(qiáng)于BSOB。BBOS還應(yīng)用于die todie(芯片與芯片)之間的焊接,如圖3所示。

            

          圖3 BBOS用于疊晶及芯片與芯片之間焊接的情況

            3.2 降低線弧高度

            現(xiàn)在的封裝都向更薄更小發(fā)展,對(duì)芯片厚度、膠水厚度和線弧高度都有嚴(yán)格控制。一般弧度的線弧,弧高(芯片表面至線弧最高點(diǎn)的距離)一般不低于100μm,要形成更低的線弧,有以下兩種方法。RB(Reverse BONding反向焊接)和FFB(FoldedForward Bonding折疊焊接 ),如圖4和圖5所示。

          圖4 反向焊接(RB)

          圖5 折疊正向焊接(FFB)

            反向焊接雖然可以形成低的線弧,但是種球形成了大的焊球,使得焊線間距受到限制。折疊正向焊接方法是繼反向焊接之后開發(fā)的用于低線弧的焊接方法,如圖5所示。

            低線弧不僅能夠滿足塑封體厚度更薄的要求,還能減少塑封時(shí)的沖絲以及線弧的擺動(dòng)(wiresweep),對(duì)增加封裝可靠性有一定的幫助。

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