柔性电子制造技术基础
陶波
数字制造装备与技术½家重点实验室
机械学院大楼B205
Email:
taobo@mail.hust.edu.cn
Tel: 13437140569、87559840
第四讲、柔性电子器件批量化制备技术
（上篇）
1
本讲课程内容
键合技术
精密视觉技术
卷到卷传输控制技术
高速高精运动控制技术
½际半导½技术发展趋势
•多样性
化
小
型
•
•
•高密
Moore’s Law and More, SIA, 2007
度
2
封装技术发展趋势
•封装尺寸
•芯片尺寸
•≈
1
•可½
＜1
•需要采用倒装键合
•可以实现更高密度的封装
概述
电子封装始于IC晶片制成之
后，包括IC晶片的粘结固定、电
路连线、密封保护、与电路板之
接合、模组组装到产品完成之间
的所有过程。
电子封装常见的连接方法有
引线键合(wire
bonding，WB)、½½
带自动焊（tape
automated bonding,
TAB）与倒装芯片(flip chip, FC)等
三种，倒装芯片也称为反½式晶
片接合或可控制塌陷晶片互连
(controlled collapse chip
connection ,C4 )
。
3
什么是引线键合
用金属丝将芯片的I/O端（inner
lead bonding pad:
内侧引线端子）
与对应的封装引脚或者基板上布线焊区（outer
lead bonding pad:
外侧引
线端子）互连，
实现固相焊接过程，
采用加热、加压和超声½，破坏表面氧化层和污染，产生塑性变½，
界面亲密接触产生电子共享和原子扩散½成焊点，
键合区的焊盘金属一般为Al或者Au等，
金属细丝是直径通常为
20½50微米的Au、Al或者Si－Al丝。
历史和特点
1957
年Bell实验室采用的器件封装技术，目前特点如下：
•
已有适合批量生产的自动化机器；
•
键合参数可精密控制，导线机械性½重复性高；
•
速度可达100ms互连（两个焊接和一个导线循环过程）；
•
焊点直径：100
μ½↘
50
μ½，↘
30
μ½；
•
节距：100 μm
↘
55 μm，
↘
35 μm ；
•
劈刀(Wedge,楔头)的改进解决了大多数的可靠性问题；
•
根据特定的要求，出现了各种工具和材料可供选择；
•
已经½成非常成熟的½系。
4
应用范围
½成本、高可靠、高产量等特点½得它成为芯片
互连的主要工艺方法，用于下列封装：
•
陶瓷和塑料BGA、单芯片或者多芯片
•
陶瓷和塑料 (CerQuads and PQFPs)
•
芯片尺寸封装 (CSPs)
•
板上芯片 (COB)
芯片互连例子
采用引线键合的芯片互连
5
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