收藏 | SIP封装工艺流程( 七 )


等离子清洗
清洗的重要作用之一是提高膜的附着力 , 如在Si衬底上沉积Au膜 , 经Ar等离子体处理掉表面的碳氢化合物和其他污染物 , 明显改善了Au的附着力 。 等离子体处理后的基体表面 , 会留下一层含氟化物的灰色物质 , 可用溶液去掉 。 同时清洗也有利于改善表面黏着性和润湿性 。
液态密封剂灌封
将已贴装好芯片并完成引线键合的框架带置于模具中 , 将塑封料的预成型块在预热炉中加热(预热温度在90℃~95℃之间) , 然后放进转移成型机的转移罐中 。 在转移成型活塞的压力之下 , 塑封料被挤压到浇道中 , 并经过浇口注入模腔(在整个过程中 , 模具温度保持在170℃~175℃左右) 。 塑封料在模具中快速固化 , 经过一段时间的保压 , 使得模块达到一定的硬度 , 然后用顶杆顶出模块 , 成型过程就完成了 。 对于大多数塑封料来说 , 在模具中保压几分钟后 , 模块的硬度足可以达到允许顶出的程度 , 但是聚合物的固化(聚合)并未全部完成 。 由于材料的聚合度(固化程度)强烈影响材料的玻璃化转变温度及热应力 , 所以促使材料全部固化以达到一个稳定的状态 , 对于提高器件可靠性是十分重要的 , 后固化就是为了提高塑封料的聚合度而必需的工艺步骤 , 一般后固化条件为170℃~175℃ , 2h~4h 。
液态密封剂灌封
目前业内采用的植球方法有两种:“锡膏”+“锡球”和“助焊膏”+“锡球” 。 “锡膏”+“锡球”植球方法是业界公认的最好标准的植球法 , 用这种方法植出的球焊接性好、光泽好 , 熔锡过程不会出现焊球偏置现象 , 较易控制 , 具体做法就是先把锡膏印刷到BGA的焊盘上 , 再用植球机或丝网印刷在上面加上一定大小的锡球 , 这时锡膏起的作用就是粘住锡球 , 并在加温的时候让锡球的接触面更大 , 使锡球的受热更快更全面 , 使锡球熔锡后与焊盘焊接性更好并减少虚焊的可能 。
表面打标
打标就是在封装模块的顶表面印上去不掉的、字迹清楚的字母和标识 , 包括制造商的信息、国家、器件代码等 , 主要是为了识别并可跟踪 。 打码的方法有多种 , 其中最常用的是印码方法 , 而它又包括油墨印码和激光印码二种 。
分离
为了提高生产效率和节约材料 , 大多数SIP的组装工作都是以阵列组合的方式进行 , 在完成模塑与测试工序以后进行划分 , 分割成为单个的器件 。 划分分割可以采用锯开或者冲压工艺 , 锯开工艺灵活性比较强 , 也不需要多少专用工具 , 冲压工艺则生产效率比较高、成本较低 , 但是需要使用专门的工具 。
2.2.倒装焊工艺
和引线键合工艺相比较倒装焊工艺具有以下几个优点:
(1)倒装焊技术克服了引线键合焊盘中心距极限的问题;
(2)在芯片的电源/地线分布设计上给电子设计师提供了更多的便利;
(3)通过缩短互联长度 , 减小RC延迟 , 为高频率、大功率器件提供更完善的信号;
(4)热性能优良 , 芯片背面可安装散热器;
(5)可靠性高 , 由于芯片下填料的作用 , 使封装抗疲劳寿命增强;
(6)便于返修 。
以下是倒装焊的工艺流程(与引线键合相同的工序部分不再进行单独说明):圆片→焊盘再分布→圆片减薄、制作凸点→圆片切割→倒装键合、下填充→包封→装配焊料球→回流焊→表面打标→分离→最终检查→测试→包装 。
焊盘再分布
为了增加引线间距并满足倒装焊工艺的要求 , 需要对芯片的引线进行再分布 。
制作凸点
焊盘再分布完成之后 , 需要在芯片上的焊盘添加凸点 , 焊料凸点制作技术可采用电镀法、化学镀法、蒸发法、置球法和焊膏印刷法 。 目前仍以电镀法最为广泛 , 其次是焊膏印刷法 。