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晟鼎小講堂丨離子靜電消除裝置在集成電路芯片封裝的應用

2022-04-02

芯片封裝技術

芯片封裝技術涵蓋的技術面極廣,屬于復雜的系統工程。涉及了物理、化學、化工、材料、機械、電氣與自動化等各門學科,也使用金屬金屬、陶瓷、玻璃、高分子等各種各樣的材料,因此芯片封裝是一門跨學科知識整合的科學,整合了產品的電氣特性,熱傳導特性,可靠性、材料與工藝技術的應用以及成本價格等因素,以達到最佳化目的的工程技術。

封裝工程·技術層次

第一層次:芯片層次的封裝:把集成電路芯片與封裝基板或引腳架之間的粘貼固定、電路連線與封裝保護的工藝,使之成為易于取放,并可與下一層次組裝進行連接的模塊元件。

第二層次:將數個第一層次完成的封裝與其他電子元器件組成一個電路卡的工藝。

第三層次:將數個第二層次完成的電路卡組合成在一個主電路板上,使之成為一個部件或子系統的工藝。

第四層次:將數個子系統組裝成為一個完整電子產品的工藝過程。

實現功能

①傳遞功能 ②傳遞電路信號 ③提供散熱途徑 ④結構保護與支持

前后段封裝工藝

等離子清洗

在混合集成電路制作工藝過程中,電路失效的主要原因之一是鍵合失效。據統計,混合集成電路約70%以上的產品失效均由鍵合失效引起,這是因為在生產制作過程中鍵合區不可避免地會受到各種污染,包括各種有機、無機殘留,如不加以處理而直接鍵合,將造成虛焊、脫焊、鍵合強度偏低等缺陷及鍵合應力差異較大等問題,從而導致產品的長期可靠性沒有保證,而采用等離子清洗技術可有效清除鍵合區的污染物,提高鍵合區表面化學能及潤濕性,大大降低鍵合的失效率,從而提高產品的可靠性。

等離子清洗

植焊球后采用等離子清洗技術清潔芯片表面的粉塵和焊接劑,有效地改善表面的浸潤性。與傳統的濕法化學方法相比,等離子清洗機干式處理具有更好的控制性和一致性,且不會破壞基體。

清洗實驗

采用 SDC-200S 接觸角測量儀,對實驗材料進行接觸角測量。在材料未進行等離子清洗前,測量材料表面接觸角,測得的接觸角為 90°左右。材料表面滴水如圖 1 所示。

接觸角

實驗采用SPV-100真空等離子清洗機,功率200W,真空度為10Pa,工藝氣體選擇氬氫混合氣,清洗時間為300s。產品經過等離子清洗后,所測接觸角在20°以下。清洗后產品表面滴水如圖2所示。

等離子清洗

通過實驗清洗前后的測試數據結果可知,材料經過等離子清洗后,產品表面的接觸角由未清洗前的 90°下降到清洗后的 20°以下,說明通過等離子清洗機的方式能夠有效去除產品表面的各種雜質和污染物,從而提高材料引線鍵合的強度,有效去除后續芯片封裝時會出現的分層現象。

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