8868体育(中国)官方网站IOS/Android通用版/手机app下载
 
 

8868体育用于小型化IC产品的共晶焊接方法

浏览:次    发布日期:2024-01-04

                      8868体育用于小型化IC产品的共晶焊接方法芯片被安排到小型外表封装中。关于底部没有金属化的小型 IC 芯片,经比力证实共晶焊接工艺优于

                      跟着挪动消耗电子市场的快速增加,手机警能腕表、手环等挪动电子产物需求大批低本钱、小型化封装的 IC。支流 IC 用的芯片粘接质料是聚合物粘接剂,聚合物粘接剂粘接 IC 芯片在小型化方面遍及合用,但在本钱、热通报方面另有改进的空间。

                      芯片的质料次要是 Si、GaAs 等,芯片与基板或引线 类,即聚合物粘接和钎料焊接。聚合物粘接剂有导电和非导电的,在聚合物粘接剂中掺加银粉 [1] ,称为银浆,即导电质料;非导电质料则没有掺加银粉。钎料焊接是经由过程高温融化钎料把 2 种金属焊接在一同,一般钎料焊接是将钎料安排在芯片和引线框架中加热融化,共晶焊接是钎料焊接的别的一种情势,是预先制备金属到 2 个被焊接物的打仗外表,如芯片底部和引线框架外表,再在高温下将 2 个物体打仗面的金属融化,冷却后到达焊接目标 =“https://wangjiaschool.com”target="_blank"。文献[2]中毗连的陶瓷基片底层预先电镀了 3 μm 的金,在真空共晶炉里完成了金锡共晶焊接。

                      为了进一步低落本钱、进步热通报才能,本文引见了用于小型化 IC 产物的共晶焊接办法 =“https://wangjiaschool.com”target="_blank",从工艺、装备等方面注释了低本钱、低热阻的缘故原由,以实例论述了完成历程和牢靠性成果,证实小型 IC 芯片的共晶焊接在本钱和热通报方面要优于聚合物粘接剂粘接。

                      芯片共晶焊接是瞬态液相焊接(TLPB)的一种称呼,共晶焊接预先把芯片底部金属化,芯片底部金属和引线框架金属都有本人共同的晶格布列,芯片切割后,单颗芯片底部金属和引线框架上的金属在特定比例、温度(共晶温度)下融化成液态,冷却后芯片和引线框架被共熔合金毗连在一同,到达焊接的目标。共晶焊接省略了每次焊接安排钎料的行动,其服从要高于一般钎料焊接。

                      共晶焊打仗及的装备形状较多,有线] ,有完成LED芯片共晶焊接 [3] 的激光部分加热炉,有对Au 基共晶质料(金锡、金锗)停止焊接 [4] 的地道炉。这些装备主动化水平不高,焊接工夫为秒级,文献[5]研讨了 GaAs 芯片和 Mo70Cu30 合金片的共晶焊接,GaAs 芯片底部镀金,Mo70Cu30 合金片上镀了厚度为5 μm 的 Ni-Au-Sn,在 310 ℃经由过程磨擦芯片 25 s 阁下完成共晶焊接。以上这些情势的共晶焊接在主动化、焊接工夫方面限制了器件的大范围消费,且不克不及满意高服从、低本钱的市场需求。

                      本研讨在 SC88(SOT363)封装长进行共晶焊接和银浆焊接的 IC 考证,并比力工艺装备。银浆平台支流装备设置为芯片焊接机、烘箱、铜线 个自力装备完成芯片焊接和铜线键合工序,物料在装备之间的转运需野生完成。实际上完成 1 片框架(约莫 1000粒产物)的工夫是 136 min(4 min+120 min+12 min)。共晶装备设置及工序流程为芯片焊接机→芯片焊接机→铜线 套联机装备趁热打铁,物料转运由联机装备主动完成,无需野生操纵,实际上完成 1 片框架的工夫是 10 min,2 种工艺平台的服从高低立判。也有少数公司将共晶装备改形成银浆装备,在芯片焊接机后加一个快速加热平台,同时毗连铜线键合机,如许实际上完成 1 片框架的工夫是 17 min(4 min+1 min+12 min)。利用快速加热装备需求按期清算轨道里固化的银浆残渣,不然银浆残渣会梗塞轨道,故这类装备保护服从低,会招致装备操纵率低,产物本钱上升。

                      IC 芯片在银浆工艺平台上封装,银浆芯片焊接机完成点银浆、芯片汲取并安排到银浆上,需野生把芯片焊接机出料的产物送入烘箱完成银浆固化,固化后的芯片再野生送入键合机停止焊线。完成焊线后的产物侧面研磨如图 1 所示,图 1 中标识表记标帜为 26079、26080的口角搀杂物资是固化后的银浆,用 EDX 测试其元素,次要是银,26079 处显现芯片侧面有银浆爬升的状况。

                    8868体育用于小型化IC产品的共晶焊接方法(图1)

                      图 2 是共晶焊接、铜线键合后产物侧面研磨图,能够看出芯片与框架分离面比银浆焊接的产物侧面洁净,芯片侧面没有相似银浆爬升的状况。

                    8868体育用于小型化IC产品的共晶焊接方法(图2)

                      银浆焊接装备主动化水平低,需求在芯片焊接机、烘箱、铜线键合机之间野生转运物料,装备速率慢,并分外有银浆耗材的用度,招致总的消费运营本钱较高。共晶焊接装备主动化水平高,物料从芯片焊接机到铜线键合机全主动转运,装备没有改换银浆等行动,装备平息工夫短,运转服从高,总的消费运营本钱低。本文考证的芯片共晶焊接装备主动化水平高,每颗芯片从汲取到完成焊接只需 200 ms,其晶焊接工夫在10 ms 阁下,可完成产物封装的低本钱、高质量焊接。

                      半导体芯片共晶焊接经常使用的金属有金-铜、金-锡、铜-锡等。金-铜的长处是焊接后芯片粘接强度大,牢靠性高,缺陷是工艺庞大,芯片底部金属和引线框架金属化工艺窗口窄。金-锡和铜-锡的长处是芯片底部金属和引线框架金属化工艺窗口宽,缺陷是焊接后芯片粘接强度要弱于金-铜。粘接强度的不同源于金-铜液相温度要高于金-锡和铜-锡的液相温度。

                      选用铜-锡金属工艺在 SC88 框架上共晶焊接低噪声放大器 IC 芯片,即芯片底部金属次要是锡,引线框架外表做铜的金属化。图 3 是铜-锡相图 [6-7] ,从图 3可知锡的质量分数别离为 99.3%和 92.4%时,铜-锡合金液相温度别离为 227 ℃和 415 ℃。

                    8868体育用于小型化IC产品的共晶焊接方法(图3)

                      芯片底部金属颠末考证肯定是Ti-Ni-Ag-Sn 合金,次要身分是锡。锡的熔点为 231.89 ℃,铜锡合金液态线 ℃,实际上焊接装备温度在2271085 ℃都可行,思索到焊接工夫、加热轨道及引线框架构造,焊接装备温度经实验肯定为 370 ℃,共晶焊接和铜线键合后的低噪声放大器 IC 在 SC88 框架上的表面如图 4 所示。

                    8868体育用于小型化IC产品的共晶焊接方法(图4)

                      参考美国 MIL-STD- 883 的 Method 2019.9 尺度判定芯片焊接质量能否及格,这款 IC 的最小推力按照尺度是 100 g,实测最小推力是 416 g,即满意请求。

                    8868体育用于小型化IC产品的共晶焊接方法(图5)

                      接纳共晶工艺消费的 SC88 封装低噪声放大器 IC经高温蒸煮、温度轮回、高温存储、高加快应力测试等牢靠性测试后没有生效,这阐明共晶平台用铜-锡合金消费小尺寸 IC 芯片在手艺上可行。

                      共晶平台工艺装备服从的劣势是产物的封装测试本钱低于银浆平台。以 SC88 和 SOT23 等封装为例,银浆平台产物撤除芯片封装测试外的本钱是共晶平台(思索了芯片底部金属化的分外用度)的1.5~1.6倍。

                      共晶焊接能够了解为芯片级的钎料焊接,但大范围消费服从要高于一般钎料焊接。一般钎料焊接装备的芯片焊接机把钎料如 Pb95Sn2Ag2.5 安排在芯片与引线框架之间,高温融化钎料到达毗连芯片与引线框架的目标;共晶焊接把钎料(如金、锡)预先做到芯片底部和引线框架上,芯片焊接机省略了安排钎料的行动,故装备能以毫秒级的工夫完成每一个芯片与引线框架的焊接。别的一般钎料焊接对芯片尺寸是有请求的,太小的芯片没法利用钎料焊接,由于太小的芯片安排在未完整熔化的钎料上会有倾斜、扭转等成绩。

                      共晶装备能够焊接小至 0.20 mm×0.20 mm 的芯片。共晶焊接与银浆焊接比拟在导热性方面劣势较着,以 84-1LMIT1 为例,一般导电银浆的导热系数是 3.6 W/ (m·K),而 Au80Sn20 共晶的导热系数是57 W/(m·K)。

                      共晶焊接的缺陷是需求在芯片和框架上制备共晶金属质料 [8] ,手艺门坎高。业界在金-铜范围化共晶焊接上做得好的厂家未几。别的共晶焊接需求婚配芯片、引线框架的热收缩系数,避免热应力招致的芯片裂纹。

                      在 IC 芯片底部停止金属化并在共晶平台上消费是进步服从、低落本钱的办法之一,经由过程 SC88 封装在共晶平台完成低噪声放大器 IC 的新品开辟,确认后背金属为 TiNiAgSn 的 IC 能够满意大范围消费及牢靠性子量请求,为分立器件消费装备平台切换成 IC 消费平台供给了一种参考计划。

                      ,超薄型贴片封装的石英晶体谐振器,sx-3225,具体尺寸为:3.2*2.5*0.7mm typ,频次范畴从

                      电压 =“https://wangjiaschool.com”target="_blank",从而成为可经由过程以往的分立构造很难完成的高精度来掌握DC电扇机电扭转速率的业界首款*电源

                      便携装备的电源利用。- 那末,假如BM2Pxxx系列也能完成兆赫兹级此外开关是否是更好。的确该系列

                      医疗电子装备需求的影响。芯片级封装、裸片和挠性/折叠印刷电路板曾经极大地减少了电子装备占用的总体系空间。将其统一些新的粘接和

                      设想 /

                      模仿集成电路遵照八边形法例,即增益、线性度、电源电压、电压摆幅、速度、输入/输出阻抗、功耗、噪声等互相限制,停止设想时应综合思索各个参数量标。

                      不断是电子行业的一个热门,对电源特别主要。电源的质量凡是以单元体积的功率来权衡。本文会商了一些有助于完成