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裸芯片组装助焊剂清洗剂合明科技分享:裸芯片封装和晶圆级封装技术

发布日期:2022-01-20 发布者:合明科技Unibright 浏览次数:768

裸芯片组装助焊剂清洗剂合明科技分享:裸芯片封装和晶圆级封装技术

水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。


裸芯片封装/晶圆级封装(WLP)


裸芯片封装和晶圆级封装技术:


覆晶(倒装)技术FC


覆晶技术是一种裸芯片组装技术,TFT-LCD驱动芯片常用的COF封装可以认为是典型的覆晶案例。在传统微电子组装技术中,芯片一般使用外部封装壳,芯片通过线焊方式与封装壳连接,芯片一般以晶背朝下,管脚朝上的方式放置。将封装壳与PCB板焊接后,这一放置方式延续不变,即芯片的晶背靠近PCB板。但是,在覆晶技术中芯片不需要与外部封装壳进行线焊,转而使用焊接方式将芯片与封装壳或PCB板相连,所以芯片的晶背朝上,管脚朝向PCB板,因此与传统方式中芯片的放置方式相反,故被称为覆晶,也称为倒装。


基板芯片连接技术COB


基板芯片连接技术(Chip on Board,COB)是一种常用的裸芯片组装形式。在实际应用案例中,COB形式大量出现于芯片早期试验阶段及低端产品中。由于某些芯片功能较单一,所需的输入输出管脚数较少,使用COB方式可以节省封装成本,最典型的例子应属手机SIM卡。


COB制作时一般先将晶圆切片粘贴在目标板表面,然后采用Wire bonding的方式将晶圆切片的管脚与目标板上相应的管脚连接。制做完成后将芯片、金属连接线、目标板上的管脚均用液态胶覆盖,用以隔离外界污染和保护线路。由于COB方式直接将晶圆切片组装在PCB板上,使得采用该种方式的PCB板损坏后不可维修,且COB方式组装工序较多,使用较为不便。基于上述原因,裸芯片组装技术在应用中多以覆晶技术为主。


COF/COG


在塑料封装体中,引线框与芯片之间通过银胶进行物理连接,还与塑封料直接接触,在产品塑封、回流焊及使用中,受热时各种材料均会膨胀,所以,要求各种材料间要有良好的热膨胀匹配性。


晶圆级封装技术WLP


晶圆级封装是裸芯片封装的主要技术之一,主要涉及扇入型(fan-in)和扇出型(fan-out)两种封装类型。WLP封装时裸片还在晶圆上。一般来说,WLP是一种无基板封装。WLP利用由布线层(routing layers)或重新布线层(RDL)构成的薄膜来代替基板,该薄膜在封装中提供电气连接。RDL不会直接与电路板连接。相反,WLP会在封装体底部使用锡球,从而将RDL连接到电路板。



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裸芯片封装/组装


目前伴随芯片功能的提升,芯片的工作频率大幅增加。从MHz到GHz,芯片的工作频率有了质的飞跃。芯片对外围电路的要求也越严苛。微秒,纳秒级的延迟都会使数据传输出现严重错误。如何消除信号在外部电路传输时的延迟效应是设计人员不能回避的问题。


在传统封装中晶圆切片与封装壳的连接方式会引入新的负面因素—Wire bonding金属线和封装壳引脚,过长的信号线会使信号传输时受寄生RC的影响出现延迟,同时也易受到干扰。而使用裸芯片技术减少了芯片传输线的长度,从而使芯片信号的延迟大大减少。裸芯片技术在减小封装体体积的同时,还将大大提高信号传输品质,这也是与其他封装技术相比裸芯片封装技术的重要优势。但是,裸芯片技术由于在封装中没有封装壳的保护,芯片晶背暴露在外,存在被损坏的风险。所以裸芯片虽然能在绝大多数应用领域取代传统封装形式的芯片,但是绝对不能百分之百点对点可代替。现有的芯片封装技术在面对封装尺寸进一步缩小,封装成本进一步下降的需求时,有些力不从心。在现有封装技术中晶圆切片的实际尺寸已经很小,制约封装尺寸缩小的因素是封装方式本身(即便是使用CSP封装,封装比为1.14,仍然有14%的空间被浪费)。而适时引入裸芯片技术则可很好的解决上述问题。


若将裸芯片组装于新的封装基材上,则称为裸芯片封装,若将裸芯片直接组装在PCB板上,则称为裸芯片组装。裸芯片封装/组装是指在芯片与目标板(封装基板或PCB板)的连接过程中,裸芯片为原始的晶圆切片形式,芯片没有经过预先的封装而直接与目标板连接。


引入裸芯片封装,可以减少由封装壳产生的额外的体积,将标准的半导体封装芯片直接更换成无封装的裸芯片,可使研发人员直接获得该芯片理论上的最小尺寸,从而提高PCB板布线空间的利用率。如图中所示,18M的同步SRAM在使用不同的封装形式时,至少可以节省70%的空间。


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裸芯片封装是一个独特的类别,包括COB(主板芯片:直接连接到主PCB上的芯片线编解码器)和COF/COG(Flex或玻璃上的芯片),后者是将芯片直接翻转到显示器的玻璃或弯曲电路上。


晶圆级封装(WLP)


晶圆级封装(WLP)就是在封装过程中大部分工艺过程都是对晶圆(大圆片)进行操作,对晶圆级封装(WLP)的需求不仅受到更小封装尺寸和高度的要求,还必须满足简化供应链和降低总体成本,并提高整体性能的要求。




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针对电子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

 

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【阅读提示】

以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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