陶瓷管座封裝是IC芯片與微系統(tǒng)芯片的常見封裝形式。其基本工藝流程為：
1)
劃片
2)
在陶瓷基板上涂膠、貼片
3)
引線鍵合前清洗
4)
引線鍵合
5)
封帽
6)
可靠性測試
下面按照設(shè)計規(guī)范、操作流程、檢驗標準與檢驗實例三部分介紹。
1. 設(shè)計規(guī)范
(1)
劃片設(shè)計規(guī)范
? ? 圓片尺寸：最大8英寸。
? ? 劃片槽寬度設(shè)計：普通硅片版圖，槽寬大于等于100mm。?鍵合硅片、玻璃片版圖，槽寬大于等于500mm。版圖圖形一般最好離開劃片槽邊一定距離，避免劃片時圖形損傷。
? ? 劃片槽標識設(shè)計：標識應(yīng)明顯區(qū)別于版圖圖形，以便對準時能迅速準確找到劃片槽。可根據(jù)需要選擇不同的標識形式，如圖1所示。
? ? 圖形步進尺寸應(yīng)為10mm的整數(shù)倍，圖形分布要有規(guī)律，最好步進尺寸一致。
? ? 劃片槽一定要貫穿整個基片，劃片槽不可有交錯現(xiàn)象。
(a) (b)
?圖1. 劃片槽標識設(shè)計
(c)
?
?
(2)
有機膠貼片規(guī)范
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描述 |
規(guī)則 |
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粘接材料 |
封裝專用環(huán)氧樹脂 |
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對準精度 |
￡9mm |
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固化溫度 |
150°C |
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固化時間 |
60分鐘 |
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熱導(dǎo)率(121°C) |
0.5W/mK |
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電阻率 |
3.5′1015W-cm |
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剪切強度 |
按國家相關(guān)標準執(zhí)行 |
?
?
?
?
(3)
引線鍵合設(shè)計規(guī)范
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描述 |
規(guī)則 |
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標準 |
最小 |
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壓焊塊材料 |
Au，Al |
Au，Al |
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壓焊塊厚度 |
Al: 35000? Au: 35000?，Au下有32000?的粘附層，粘附層材料可以是Cr, Ni等 |
Al: 5000? Au: 5000?，Au下有2000?的粘附層，粘附層材料可以是Cr, Ni等 |
|
壓焊塊邊長 |
100mm |
50mm |
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壓焊塊中心間距 |
150mm |
100mm |
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引線鍵合方式 |
鋁線楔焊，金線楔焊，金絲球焊，金帶焊 |
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線徑 |
25mm |
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線弧高度 |
250mm |
150mm |
?
?
(4)
管座與封帽規(guī)范
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描述 |
規(guī)范 |
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管座 |
CDIP，CFP，CQFP，LCCC |
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封帽方式 |
有機膠粘接 平行縫焊 |
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平行縫焊管座 |
CFP F-16 (其他型號管座須提供夾具) |
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平行縫焊蓋板 |
0.1mm厚 |
?
?
(5)
可靠性測試規(guī)范
?
引線強度測試：33克力
?
平行縫焊漏率測試：采用氟油粗檢和氦氣精檢
?
冷熱循環(huán)：按器件要求
?
2. 操作流程與檢驗標準
(1) 劃片
?
貼膜：用SEC3150貼膜機在圓片背面貼藍膜
?
設(shè)置刀片參數(shù)
?
測高
?
將樣片放置在工作盤上，按C/T開啟工作盤真空
?
設(shè)置切割方式、切割形狀、尺寸等參數(shù)
?
校準基線
?
設(shè)定切割面
?
切割
?
取片
(2) 管座上涂膠、貼片
?
采用點膠機涂膠
?
手動或半自動貼片
?
固化：固化溫度150°C，1小時
(3) 引線鍵合前清洗：等離子體清洗
(4) 引線鍵合：Westbond 747677E三用壓焊機
?
安裝引線、劈刀，設(shè)置參數(shù)
?
實驗片拉力測試
?
引線鍵合
(5a) 有機膠手工封帽
?
涂膠：封裝專用環(huán)氧樹脂
?
封帽
?
固化：固化溫度150°C，1小時
(5b) 平行縫焊封帽
?
將管座與蓋板放入進料箱中
?
對進料箱抽真空/充氮氣，共5個循環(huán)
?
從工作臺內(nèi)打開進料箱，將管座放入夾具，蓋上蓋板
?
啟動機器進行平行縫焊
?
將完成焊接的樣品從工作臺側(cè)放入出料箱，關(guān)閉工作臺側(cè)的箱門
?
打開出料箱門，取出封裝后的樣品。
(6)
平行縫焊樣品漏率測試
?
氦氣精檢
?
在氦氣下保壓，壓力和保壓時間根據(jù)相關(guān)國家標準執(zhí)行
?
取出樣品，用氮氣吹凈樣品表面
?
將樣品放入氦質(zhì)譜儀中
?
測量樣品中氦氣漏率，漏率應(yīng)小于閾值，閾值根據(jù)相關(guān)國家標準執(zhí)行
?
氟油粗檢
?
將芯片放入輕氟油中保壓，壓力為4個大氣壓，保壓4小時
?
將樣品放入裝有重氟油的低溫恒溫槽中，如果出現(xiàn)明顯的輕氟油油泡說明有漏氣存在，否則即為通過測試。
?
?
(7)
環(huán)境測試(包括冷熱循環(huán)、離心加速度等)
?
將樣品放入相應(yīng)的試驗箱中
?
按照不同試驗的試驗標準設(shè)定程序
?
按照設(shè)定試驗程序執(zhí)行
?
試驗結(jié)束, 取出樣品測試
?
?
3. 檢驗標準
(1) 劃片：鏡檢
?
劃片崩邊小于劃片槽, 圖形無損傷
(2)
有機膠貼片：剪切力測試
?
剪切力強度應(yīng)達到國家相關(guān)標準
(3)
引線鍵合
?
檢查試驗片：引線拉力33克力(f25mm金線或鋁線)
(4)
平行縫焊
?
漏率達到相關(guān)國家標準
?
?
(5)
環(huán)境測試：試驗條件根據(jù)相關(guān)國家標準選擇
來源：中國科學(xué)院
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