封装装片及键合工艺设计

文摘   2024-11-23 09:30   贵州  

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装片及键合工艺设计

封装内互联包括了芯片、框架和基板的联接工艺,以及芯片、框架或基板上指定的脚为联接形成电通道的工艺。本文介绍以下两点:

  • 装片工艺设计一般规则

  • 键合工艺设计一般规则

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装片工艺设计一般规则

在装片工艺设计中,需要遵循以下一般规则:

单个基岛上芯片间的距离:设计时需考虑芯片间的最小距离,以避免在封装过程中产生干涉或损坏。具体距离可参考相关设计表格或标准。

芯片到基岛边缘的最小距离:为确保芯片的稳固性和封装质量,需规定芯片到基岛边缘的最小距离。这一距离同样可参考相关设计表格或标准。例如:

多基岛情形下的芯片间距离:在多个基岛上进行芯片封装时,需考虑芯片间的相对位置和距离,以确保封装后的器件具有良好的电性能和散热效果。具体设计可参考相关设计参考表格或标准。

在进行装片工艺设计时,还需注意以下几点:

材料选择:应选用符合要求的材料,包括芯片、框架、基板以及黏合剂等。这些材料应具有良好的物理和化学性能,以满足封装工艺的需求。

设备选择:应选用精密的装片设备,以确保芯片与框架或基板之间的精确对齐和黏结。设备的精度和稳定性对封装质量具有重要影响。

工艺参数控制:在装片过程中,需要严格控制各项工艺参数,如温度、压力、时间等。这些参数的微小变化都可能对封装质量产生显著影响。

装片工艺设计是封装工艺设计中的关键环节之一。通过遵循相关设计原则和要求,并选择合适的材料和设备,可以确保封装后的器件具有良好的性能和可靠性。

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键合工艺设计一般规则

键合工艺是封装工艺中的关键步骤之一,主要涉及金线、铝线等线材与芯片、框架或基板之间的连接。以下是对键合工艺设计一般规则的详细整合:

焊点直径设计

金线焊点直径:

当线径小于1.5mil(0.0381mm)时,焊点直径为4倍的线径。

当线径大于或等于1.5mil时,焊点直径为3倍的线径。

焊点间距设计

铝线焊点间距(Pitch):

使用经验公式计算:Pitch = 1/2BTW + 1/2WW最大值 + 3mil公差。

其中,BTW为线材之间的基本间距,WW为线材宽度。

第二焊点形状与尺寸设计

第二焊点形状:

根据图示设计,确保形状符合工艺要求;尺寸参考下表,确保满足设计标准。

金或铜线焊盘尺寸:

设计为正方形,尺寸参考下表

确保焊盘尺寸足够大,以容纳焊点和线材。

铝线键合特殊设计

细铝线键合:

对于线径小于75μm的细铝线,第二焊点采用扯断方式而非切刀切断。

长度A = 3倍的线径 + 75μm,宽度B = 2倍的线径 + 75μm。

键合方法与线径选择

最小线径选择:

根据不同的键合方法(如热压键合、超声键合等),选择对应的最小线径。

参考下表,确保线材规格符合要求。

第二焊点材料焊接方法:

根据第二焊点材料选择合适的焊接方法。

参考下表,确保焊接方法符合材料特性

焊点到芯片边缘的距离设计

地线焊点到芯片边缘的最小距离:

根据装片方式(如银浆装片、软钎接焊料装片等)确定最大溢胶或溢料距离;加上设备精度和额外安全距离(如2mil),计算最小距离。

第一焊点上线弧到芯片边缘的距离:

最小值D一般为0.076mm,确保线材与芯片边缘有足够的空间。

焊线最高处距离封装表面的最小距离设计

在经过高压水刀去飞边处理后的封装体:

若需要在表面用激光烧灼印字,A = 0.10mm,B = 0.10mm。

若不需要用激光烧灼印字,A = 0.10mm,B = 0.075mm。

以上是对键合工艺设计一般规则的详细整合,旨在确保键合工艺的质量、可靠性和一致性。在实际应用中,应根据具体的产品需求、工艺设备和材料特性进行适当调整。

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