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载带的键合焊接
在载带的键合焊接工艺中，内引线键合和外引线键合是关键步骤，它们直接关系到产品的可靠性和性能。
以下是对内引线键合工艺的详细分析，包括焊接过程、条件及影响质量的因素，分述如下：
内引线键合
封胶保护
外引线键合
载带的筛选与测试
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内引线键合
内引线键合是将内引线的凸块或焊点与芯片的焊垫或凸块进行互连的过程。
这通常通过热压焊或热压再回流焊工艺来实现。
焊接过程
对位：芯片经过切割分离和挑拣后，被精确地放置到载带引线图形的固定焊接位置。通过机器程序的设定，芯片与引线图形的焊点进行精确对位，确保焊接的准确性。
焊接：热压头施加一定的压力，将引线焊点和芯片凸块按压在一起，持续一定的时间。在这个过程中，焊点与凸块之间形成键合，实现电气连接。
抬起：当一颗芯片的键合完成后，热压头抬起，键合完成的芯片通过链轮步进电机被卷绕到卷轴上。然后，下一个引线图形被移动到芯片焊接的对应位置，准备进行下一颗芯片的焊接。
芯片传送：按照机器程序的设定，当一颗芯片焊接完成后，下一颗芯片被传送到载带引线图形的下方，并进行对位。对齐后，再次开始新的焊接过程。
焊接条件
焊接的质量受到多种条件的影响，其中最重要的是焊接温度（T）、焊接压力（F）和焊接时间（t）。
焊接温度：热压再回流焊的典型温度范围是450~500℃。这个温度范围能够确保焊料熔化并形成良好的键合。
焊接压力：每个焊点通常施加0.5N的压力。这个压力能够确保焊点与凸块之间紧密接触，形成可靠的连接。
焊接时间：焊接时间通常为0.5~1秒。这个时间段内，焊料能够充分熔化并与凸块形成键合。
影响焊接质量的因素
热压焊接头的平行度和平整度：热压焊接头的平行度和平整度对焊接质量有重要影响。如果焊接头不平整或不平行，可能导致焊点与凸块之间的接触不均匀，从而影响焊接质量。
焊接时的倾斜度：焊接时的倾斜度也可能影响焊接质量。如果焊接头在焊接过程中发生倾斜，可能导致焊点与凸块之间的接触面积减小，从而降低焊接强度。
凸块的高度和载带引线图形厚度的一致性：凸块的高度和载带引线图形厚度的一致性对焊接质量也有重要影响。如果凸块的高度或载带引线图形的厚度不一致，可能导致焊接时的接触压力不均匀，从而影响焊接质量。
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封胶保护
内引线键合完成后，为确保焊点和芯片不受外部环境的损害，封胶保护是至关重要的一步。
以下是关于封胶保护的详细分析：
封胶材料与方法
材料选择：常用的封胶材料包括环氧树脂和硅橡胶。环氧树脂因其黏度低、流动性好、应力小以及氯离子和α粒子含量少的特性而被广泛采用。
涂敷方法：涂敷环氧树脂时，可采用点胶或盖印的方法。这些方法能够确保封胶均匀覆盖在芯片表面或内引脚键合的区域。
封胶类型与应用
表面涂敷：这种方法仅对已焊接互连的部分进行涂敷，如图所示。
它主要用于保护焊点和部分芯片表面。
全包封：使用环氧树脂将整个芯片包封起来，这种方法提供了更高的保护级别，适用于对芯片环境要求较高的场合。
传递模封：采用传统的塑封工艺和环氧树脂材料将芯片封装起来，并弯折引脚成型，这种方法结合了封装和保护的功能，适用于批量化生产。
烘烤固化处理
涂敷环氧树脂后，需要进行烘烤固化处理。这一步骤能够确保树脂完全固化，形成坚固的保护层。在烘烤过程中，应注意温度条件，以防止气泡和预应力的产生。
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外引线键合
外引线键合是将芯片与基板进行电气连接的关键步骤。以下是关于外引线键合的详细分析：
键合前的准备
芯片截取：在键合前，需要使用切断设备将芯片从载带的截切框内剪下。
芯片黏结：使用黏结剂将芯片黏结到基板的键合位置，确保芯片稳定且外引线的焊点与基板上焊点精确对位。
键合原理
键合原理：外引线键合利用热压头（热电极）提供持续的脉冲电压，通过热量将外引线的焊点与基板上的焊点进行互连。这一过程通常称为冲压焊接。
键合过程
供片：电机驱动载带将芯片传送到待冲压焊接的位置，如图所示。
冲压和焊接：冲头将芯片冲压到引线框架的焊接位置，同时热压头下压一定的时间完成焊接，如图10.31所示。
回位：焊接完成后，热压头和冲头回到原始位置，等待新的芯片传送过来进行再次冲压和焊接。
批量化封装流程
对于批量化封装载带外引线的芯片，其流程包括：
芯片传送：载带按照机器设定的顺序将芯片传送到待冲压键合的位置。
切断冲压成型：通过冲压设备将芯片从载带上截切下来，并将引脚冲制成需要的形状。
安装到基板：通过焊料将芯片的引脚一同黏结到基板焊盘。
热压键合：通过热压头键合工具使芯片引脚和基板焊盘键合互连。
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载带的筛选与测试
在芯片出厂前，为确保其具备良好的电性能、热性能和机械性能，必须经过严格的筛选测试和老化试验。以下是关于载带筛选与测试的详细分析：
测试目的与内容
测试目的：检测芯片的功能，确保只有通过所有测试项目的芯片才是良品。
测试内容：包括功能测试，用于验证芯片的基本功能是否正常；以及加热测试，用于考验芯片的热性能。
加热测试
测试方法：将芯片放入烤箱中进行加热，也可以在充有氮气的设备中完成加热，如图所示。
测试意义：加热测试后，需要再次测试确认产品的性能，以确保芯片在高温环境下仍能正常工作。
老化试验
试验目的：验证产品的使用寿命，并剔除部分早期容易失效的芯片。
试验方法：将完成封装的芯片放入老化试验板通电一段时间，按照需要验证的产品批次进行。
失效模式分析：产品的失效模式可以用浴盆曲线来表示，分为早期失效期、偶然失效期和损耗失效期三个阶段。早期失效期主要与材料、设计、制造过程相关，通过老化试验可以提前剔除部分早期容易失效的芯片。
载带自动焊接技术的优缺点
载带自动焊接技术在现代电子封装中扮演着重要角色，但其也具有一定的优缺点。以下是关于载带自动焊接技术优缺点的详细分析：
优点
结构优势：载带结构轻、薄、短、小，具有良好的韧性，便于携带和安装。
电极尺寸与间距：载带的电极尺寸小，电极与焊区的间距也小，有利于实现高密度封装。
引脚数目：载带可以容纳更多的引脚数目，满足复杂电路的需求。
电气性能：载带的电阻、线间电容、寄生电感小，有利于提高电路的稳定性和信号传输质量。
导热与导电性：铜箔引线导热性好、导电性好、机械强度好，确保电路的稳定运行。
焊点拉力：载带的焊点拉力大，提高了封装的可靠性。
标准化与自动化：载带封装便于标准化和自动化生产，降低了生产成本，提高了生产效率。
缺点
性能限制：载带自动焊接技术属于外围互连技术，芯片的焊盘下没有有源电路，这限制了产品性能的进一步提升。
封装尺寸：随着引脚的数目增加，封装尺寸也会相应增加，不利于实现小型化封装。
生产基础设施：载带自动焊接的生产基础设施设备相对较少，可能限制了其在某些领域的应用。
凸块加工：凸块需要委外加工，增加了生产成本和周期。
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