半导体集成电路载带自动键合作用、特点、分类以及材料分析！-电子发烧友网

半导体载带自动焊是一种集成电路组装工艺，适用于无常规封装体的裸芯片。其基本原理是将每个硅芯片粘在一条特制的挠性载带上。载带由在上面形成金属导体的薄塑料基板构成，像一种挠性印刷电路。在导体内部末端，引线图形具有和芯片连接焊点相匹配的图形。在导体最外端，由于电测试每个导体和焊点有临时接触，在芯片连接焊点和测试焊盘分布之间，有一段无绝缘膜支撑的长导体，最终会形成TAB封装的外引线。今天【 科准测控】 小编就来介绍一下半导体载带自动焊的分类、特点、优势以及载带自动焊技术的材料、设计要点，一起往下看吧！

1、载带自动焊的分类和特点

大载带自动焊TAB(TapeAutomatedBonding)主要有：Cu箔单层带、Cu-PI双层带、Cu站合剂-PI三层带、Cu-PI-Cu双金属带，其特点见表2-4。

载带自动焊技术的优点：

（1）载带自动焊结构轻、薄、短、小。

（2）载带自动焊的电极尺寸、电极与焊区节距均比引线键合小。

（3）相应可容纳更高的I/O引脚数。

（4）载带自动焊的引线电阻、电容和电感均比引线键合的小得多。

（5）采用载带自动焊互连可大大提高电子组装的成品率，从而降低电子产品的成本。

（6）载带自动焊采用Cu 箔引线，导热和导电性能好，机械强度高。

（7）载带自动焊比引线键合的键合拉力高3~10倍，可提高芯片互连的可靠性。

（8）载带自动焊使用标准化的卷轴长带（长100m），对芯片实行自动化多点一次焊接。

2、 载带自动焊技术的材料

载带自动焊技术的关键材料包括基带材料、载带自动焊的金属材料和芯片凸点的金属材料。

（1）基带材料要求高温性能好，与Cu 箔的粘合性好，耐高温，热匹配性好，收缩率小且尺寸稳定，抗化学腐蚀性强，机械强度高，吸水率低。常用的基带材料有聚酰亚胺、聚酯类材料、聚乙烯对苯二甲酸酯薄膜、苯并环丁烯薄膜等。

（2）载带自动焊的金属材料采用Cu箔，因为Cu的导电、导热性能好，强度高，延展性和表面平滑性良好，与各种基带粘结牢固，不易剥离，特别是易于用光刻法制作出精细、复杂的引线图形，又易于电镀Au、Ni、Pb-Sn等金属。

（3）载带自动焊技术要求在芯片的焊区上先制作凸点，然后才能与Cu 箔引线进行焊接，表2-5为芯片凸点的金属材料。

载带自动焊使用的凸点形状一般有蘑菇状凸点和柱状凸点两种。

蘑菇状凸点用一般的光刻胶作掩模制作，用电镀增高凸点时，在光刻胶（厚度仅几微米）以上凸点除继续电镀增高外，还向横向发展，凸点高度越高，横向发展也越大，由于横向发展时电流密度的不均匀性，最终的凸点顶面呈凹形，凸点的尺寸也难以控制。

柱状凸点制作时用厚膜抗腐蚀剂作掩模，掩模的厚度与要求的凸点高度一致，所以制作的凸点是柱状或圆柱状的，由于电流密度始终均匀一致，因此凸点顶面是平的。

从两种凸点的形状比较可以看出，对于相同的凸点高度和凸点顶面面积，柱状凸点要比蘑菇状凸点的底面金属接触面积大，强度自然也高I/O数高且节距小的载带自动焊指状引线与芯片凸点互连后，由于凸点压焊变形，蘑菇状凸点间更易发生短路，而与柱状凸点互连，则有更大的宽容度。

注意：不管是哪种凸点形状，都应当考虑凸点压焊变形后向四周（特别是两邻近凸点间）扩展的距离，必须留有充分的余量。

3、 载带的设计要点

载带自动焊的载带引线图形是与芯片凸点的布局紧密配合的。首先，预测或精确量出芯片凸点的位置、尺寸和节距，然后再设计载带引线图形，引线图形的指端位置、尺寸和节距要和每个芯片凸点一一对应其次，载带外引线焊区又要与电子封装的基板布线焊区一一对应，因此就决定了每根载带引线的长度和宽度。

根据用户使用要求和I/0引脚的数量、电性能要求的高低以及成本的要求等来确定选择单层带、双层带、三层带或双金属层带。单层带要选择50~~70μm厚的Cu箱，以保持载带引线图形在工艺制作过程和使用中的强度，也有利于保持引线指端的共面性。使用其他几类载带，因有PI支撑，可选择18~~35μm或更薄的Cu箔。

PI引线架要靠内引线近一些，但不应紧靠引线指端，也不应太宽，以免产生热应力和机械应力。

由于在制作工艺过程中腐蚀Cu箱时有相同速率的横向腐蚀，因此在设计引线图形时，应充分考虑这一工艺因素的影响，将引线图形的尺寸适当放宽，最终才能达到所要求的引线图形尺寸。