CN107275304A - Fcos条带引线键合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及FCOS条带引线键合工艺，包括以下工作过程：1）贴片：是将IC芯片固定于FCOS条带上；2）焊线：是实现芯片和FCOS条带的连接；3）包封：是将芯片和金线进行密封，保护模块不受环境影响；4）测试：对焊接的各个引脚进行电性能测试。本发明FCOS条带应用于传统引线键合封装，给传统封装基材添加了新的材料，此种基材成本低、耐腐蚀、耐磨伤、性价比较高、可以大幅度降低封装成本和提高封装质量。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其涉及FCOS条带引线键合工艺。
背景技术
FCOS---Flip Chip On Substrate（即将芯片翻转粘贴到基材上），FCOS 是倒装焊技术的简称，而FCOS条带是指倒装焊工艺中使用的一种条带。该条带从发明之初就是为倒装焊工艺服务的，FCOS的原理是芯片触点由原来的凹陷改为凸点，采用特殊的胶质将模块，固定在特殊载带上。这种工艺没有引线键合的过程，也没有环氧胶包封过程，是直接将芯片翻过来扣在基材上，依靠凸点进行电性能连接。
FCOS工艺使用的芯片与引线键合工艺使用的芯片是有明显区别的。FCOS的芯片触点向下，而引线键合的芯片触点向上，FCOS芯片只能使用FCOS条带，之前FCOS条带只被用于倒装焊工艺，因此需要研究一种将FCOS条带应用到引线键合工艺中，也就是将FCOS从一个领域引入另一个领域来使用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供FCOS条带引线键合工艺，由于FCOS条带成本低，抗防腐蚀性强、韧性好，其他性能与现用载带差异不大，因此将FCOS条带应用于传统引线键合封装领域。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供FCOS条带引线键合工艺，包括以下工作过程：1）贴片：是将IC芯片固定于FCOS条带上；2）焊线：是实现芯片和FCOS条带的连接；3）包封：是将芯片和金线进行密封，保护模块不受环境影响；4）测试：对焊接的各个引脚进行电性能测试。
作为优选，所述贴片的工作过程为：点胶头将贴片胶点到FCOS条带上，顶针顶起芯片使其脱离UV膜，拾放片单元从上方吸起芯片，从晶圆运输到FCOS条带上，再送入固化炉进行固化。
作为优选，所述焊线的工作过程为：在电火花放电的作用下，金线末端被融化，形成金球，瓷嘴移动到第一焊点在高温、压力和超声波的作用下金球和BALL进行焊接，焊接完成后瓷嘴移动到FCOS条带上的WEDGE点，瓷嘴压住金线，在高温、压力和超声波的作用下，金线被迫变形，瓷嘴上移，金线断裂，形成针脚式键合。
作为优选，所述包封工作过程为：滴胶头按照预定的程序轨迹进行画胶，画胶完成模块被送入紫外线固化炉进行固化。
作为优选，所述测试的工作过程为：根据国际标准进行可靠性试验，分别为盐雾试验、高温存储、温度循坏、双85试验、三轮测试、动弯动扭测试。盐雾试验后的样品金属面没有出现明显的锈迹，测试模块性能正常，对样品进行的高温存储、高温循坏、双85试验、均没有出现失效情况，三轮测试、动弯动扭均通过标准测试。从可靠性试验方面来看，使用此FCOS条带进行传统引线键合工艺生产可以满足生产要求。
作为优选，贴片工艺参数：顶针高度<0.55mm，顶针速度<20mm/s，拾片方片力量：0.5N-2N，放片时间和粘片时间为10ms-30ms，固化时间：150S，固化温度：110℃-157℃。
作为优选，焊线工艺参数：BALL点焊接力量：240-320N，BALL冲击力量为300-380N，BALL点焊接时间为：5-20ms，BALL点超声波力量为30％；WEDGE点焊接力量为500-1100Mn，WEDGE点的冲击力量为500-1100Mn；WEDGE点的焊接时间为5-25ms，WEDGE点的超声波力量为35-60％。
作为优选，滴胶的工艺参数：包封区底板温度为40-70℃，UV炉底板温度60-80℃，UV光强度80-120mw/cm2，固化时间30-60s。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的FCOS条带价格要低于传统条带，且供货压力比较小。本发明将FCOS条带引入引线键合封装领域可以在基材的选用上多几种选择。传统封装载带全球供应商只有3家，占据市场90%份额，处于垄断地位，且采购周期长，价格高。可以缓解传统条带的进货压力，降低制造成本，摆脱传统条带的限制。
（2）本发明FCOS条带应用于传统引线键合封装，给传统封装基材添加了新的材料，此种基材成本低、耐腐蚀、耐磨伤、性价比较高、可以大幅度降低封装成本和提高封装质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的封装工艺的说明示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1，现结合一种芯片型号为WH2421-1M搭配FCOS条带的引线键合封装工艺进行说明。
贴片：根据芯片的大小和FCOS条带的尺寸焊盘布局来看，芯片的放置位置应如图1的芯片位置所示，贴片胶量要满足四边四角溢胶，贴片胶的爬升量<2/3，由于芯片较小，顶针要选取小号的顶针，由于FCOS条带韧性好，贴片放片拾片力量都定为0.8N，避免FCOS条带金属面出现压痕，考虑到FCOS条带的材质，贴片胶选取2035SC贴片胶，搭配FCOS新条带该贴片胶油性析出物较少，且需要的固化时间短，温度低，载带不容易出现变形，减少对后续工序的影响。
焊线：根据FCOS条带焊盘位置和芯片焊盘位置来确定每一根线弧的走向和瓷嘴的型号，对于WH2421-1M搭配FCOS条带我们指定的线弧拐向如图1所示，瓷嘴选择SB-1016M-T51型号的瓷嘴，由于FCOS条带镀金层与普通载带镀金曾存在差异，wedge焊接时冲击力选择为960MN，焊接力量为700MN，焊接时间为5ms。
滴胶：滴胶包封轨迹如图1所示，大小为6.9mm，由于FCOS条带的流淌性很好，滴胶采用筑坝加填充的方式生产，先使用筑坝胶画出需要包封区域的外轮廓，再使用填充胶进行填充，填充胶的画胶轨迹为多边形，便于修改，包封区底板温度控制在60度左右。UV炉的底板温度为70度左右，UV光照强度为80-120mw/cm2，固化时间为30-60s，UV照射高度为8P。
测试：使用预先编写好的测试程序进行测试，对坏品进行做坏处理。
测试完成后对相关样品模块进行可靠性试验分别为：高温存储（150℃存储48小时，200℃存储2小时）、高低温循坏(-55℃-125℃进行60个循环)、双85（85℃/85RH储存168小时）、盐雾试验（35℃ 5％的NACL存储48小时），实验结果为金属面没有明显的生锈情况、模块没有失效情况，实验结果证明了按照上述工艺生产能满足生产要求，FCOS条带适合应用于传统引线键合封装加工。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (8)
1.FCOS条带引线键合工艺，包括以下工作过程：1）贴片：是将IC芯片固定于FCOS条带上；2）焊线：是实现芯片和FCOS条带的连接；3）包封：是将芯片和金线进行密封，保护模块不受环境影响；4）测试：对焊接的各个引脚进行电性能测试。
2.根据权利要求1所述的FCOS条带引线键合工艺，其特征在于：所述贴片的工作过程为：点胶头将贴片胶点到FCOS条带上，顶针顶起芯片使其脱离UV膜，拾放片单元从上方吸起芯片，从晶圆运输到FCOS条带上，再送入固化炉进行固化。
3.根据权利要求1所述的FCOS条带引线键合工艺，其特征在于：所述焊线的工作过程为：在电火花放电的作用下，金线末端被融化，形成金球，瓷嘴移动到第一焊点在高温、压力和超声波的作用下金球和BALL进行焊接，焊接完成后瓷嘴移动到FCOS条带上的WEDGE点，瓷嘴压住金线，在高温、压力和超声波的作用下，金线被迫变形，瓷嘴上移，金线断裂，形成针脚式键合。
4.根据权利要求1所述的FCOS条带引线键合工艺，其特征在于：所述包封工作过程为：滴胶头按照预定的程序轨迹进行画胶，画胶完成模块被送入紫外线固化炉进行固化。
5.根据权利要求1所述的FCOS条带引线键合工艺，其特征在于：所述测试的工作过程为：根据国际标准进行可靠性试验，分别为盐雾试验、高温存储、温度循坏、双85试验、三轮测试、动弯动扭测试。
6.根据权利要求2所述的FCOS条带引线键合工艺，其特征在于：贴片工艺参数：顶针高度<0.55mm，顶针速度<20mm/s，拾片方片力量：0.5N-2N，放片时间和粘片时间为10ms-30ms，固化时间：150S，固化温度：110℃-157℃。
7.根据权利要求3所述的FCOS条带引线键合工艺，其特征在于：焊线工艺参数：BALL点焊接力量：240-320N，BALL冲击力量为300-380N，BALL点焊接时间为：5-20ms，BALL点超声波力量为30％；WEDGE点焊接力量为500-1100Mn，WEDGE点的冲击力量为500-1100Mn；WEDGE点的焊接时间为5-25ms，WEDGE点的超声波力量为35-60％。
8.根据权利要求4所述的FCOS条带引线键合工艺，其特征在于：滴胶的工艺参数：包封区底板温度为40-70℃，UV炉底板温度60-80℃，UV光强度80-120mw/cm2，固化时间30-60s。
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