【前沿技术】载带自动键合技术(TAB)——新兴封装概念

文摘   2024-09-30 23:59   江苏  
     封装技术中的载带自动键合技术(Tape Automated Bonding,简称TAB)作为一种新兴的封装概念,凭借其封装体积小、成本低廉、引脚密度高等显著优势,正逐步成为大规模、多引脚集成电路封装领域的佼佼者。本文将一起来探讨一下TAB技术的核心原理、关键技术环节、应用优势以及面临的问题。
一、什么是TAB技术?
     TAB技术作为近年来封装技术领域的一项重要创新,其核心理念在于通过自动化手段,将集成电路芯片上的焊点(预先形成的凸点)与载带上的焊点精确、高效地键合在一起,随后对芯片进行密封保护。这一过程中,载带不仅扮演着芯片的支撑体角色,还作为芯片与外部电路之间的连接引线,极大地简化了封装流程,提高了封装效率。
     TAB技术的出现,标志着集成电路封装向更高密度、更低成本方向迈出了重要一步。它使得系统电路板上的线条和间距得以进一步缩小,从而实现了整机体积的显著减小。目前,市场上所应用的TAB技术已能支持高达300线以上的引线数,而在实验室环境中,TAB技术的潜力更是惊人,可容许的引线水平接近1000线。这一特性预示着TAB技术将成为未来大规模集成电路封装和系统集成的有力竞争者。
二、TAB技术的关键技术环节
     TAB技术的实现,依赖于一系列复杂而精细的工艺步骤,主要包括载带制造技术、凸点形成技术、引线压焊技术和密封技术。
  • 载带制造技术
     载带作为TAB技术的核心组件,通常由聚酰亚胺等薄聚合物材料制成,具有优异的机械性能和化学稳定性。载带的制造需确保其尺寸精度、表面平整度以及引线的精确定位,为后续工艺奠定坚实基础。
  • 凸点形成技术
     凸点,即芯片上的金属焊点,是TAB技术中实现芯片与载带之间电气连接的关键。凸点的形成通常采用电镀、化学镀或激光熔融等方法,确保凸点的高度、形状和位置精度满足设计要求。
  • 引线压焊技术
     引线压焊是TAB技术的核心步骤,通过引线压焊机将载带上的引线与芯片上的凸点精确对齐并施加压力,使两者在合金化过程中形成牢固的电气连接。这一过程要求极高的精度和稳定性,以确保连接的可靠性和耐久性。
  • 密封技术
     密封技术用于保护芯片免受外界环境的侵蚀,通常采用环氧树脂、聚酰亚胺等高分子材料对芯片进行包封。密封过程需确保材料的渗透性、耐热性和机械强度,以维持封装体的长期稳定性和可靠性。
三、TAB技术的优势
     TAB技术的优势在于其小型化、低成本和高密度封装能力。与传统的引线键合技术相比,TAB技术能够显著减小封装体积,提高引脚密度,从而满足现代电子设备对小型化、轻量化的迫切需求。此外,TAB技术还具有较好的可测试性和芯片成熟度优势,在SIP(系统级封装)和多芯片封装领域具有广泛应用前景。
     然而TAB载带价格昂贵且缺乏灵活性,芯片或封装焊盘位置的微小变化往往需要定制新的载带和掩模,增加了生产成本和周期。其次,TAB技术的散热性能相对较差,尤其是对于大功率芯片而言,需要通过裸芯片的背面散热而非焊料凸点散热,这限制了其在高性能领域的应用。此外,TAB技术还需要较大的生产容量或昂贵的芯片来支撑其经济成本,使得其在某些应用场景下缺乏竞争力。
     尽管TAB技术面临着诸多挑战,但其独特的优势使其在特定领域仍具有不可替代的地位。随着半导体技术的不断进步和封装需求的日益多样化,TAB技术也在不断创新和发展。载带自动键合技术(TAB)作为集成电路封装领域的一项创新技术,以其小型化、低成本和高密度封装能力赢得了广泛关注。虽然TAB技术面临着诸多挑战和限制,但其独特的优势和不断创新的潜力使其在未来封装技术中仍将占据一席之地。例如,在可穿戴设备、物联网传感器等小型化、低功耗的电子设备中,TAB技术将发挥重要作用;在高性能计算、数据中心等需要高密度封装的场景中,通过与其他先进封装技术的结合,TAB技术也有望实现更广泛的应用。
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