BGATAB零件封裝及Bonding制程術(shù)語解析

1、BGA TAB零件、封裝及Bonding制程術(shù)語解析BGA、TAB、零件、封裝及Bonding制程術(shù)語解析1、Active parts（Devices）主動零件指主機板上的組裝焊接，是芯片連接以外的另一領(lǐng)域塌焊法。12、Capacitance 電容當(dāng)兩導(dǎo)體間有電位差存在時，其介質(zhì)之中會集蓄電能量，些時將會有 “電容”出 現(xiàn)。其數(shù)學(xué)表達(dá)方式C= 0/V,即電容（法拉）=電量（庫倫）/電壓（伏特）。若 兩導(dǎo)體為平行之平板（面積A）,而相距d ,且該物質(zhì)之介質(zhì)常數(shù)（Dielectric Constant）為&時，則C= e A/d。故知當(dāng)A、d不變時，介質(zhì)常數(shù)愈低，則其 問所出現(xiàn)的電容也將愈

2、小。13、Castallation 堡型集成電路器是一種無引腳大型芯片（VLSI）的瓷質(zhì)封裝體，可利用其各垛口中的金屬墊與對 應(yīng)板面上的焊墊進(jìn)行焊接。此種堡型IC較少用于一般性商用IC互連，才能 發(fā)揮顯像的功能。目前各類大型IC仍廣采0F叫裝方式，故須先將QFP安裝 在PCB上，然后再用導(dǎo)電膠（如Ag/Pd膏、Ag膏、單向?qū)щ娔z等）與玻璃電路 板互連結(jié)合。新開故的做法是把結(jié)合的外形，很像海鷗展翅的樣子，故名 "鷗翼 腳”。其外形尺寸目前在JEDEC的MS-012及-013規(guī)范下，已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn) 化。集成電路器35、Integrated Circuit(IC)在多層次的同一薄片基材上（硅

3、材），布置許多微小的電子組件（如電阻、電容、 半導(dǎo)體、二極管、晶體管等），以及各種微小的互連（Interconnection） 導(dǎo)體線 路等，所集合而成的綜合性主動零件，簡稱為 I.C. o36、J-Lead J 型接腳是 PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）"塑料晶（芯）片載體"（即 VLSI）的標(biāo)準(zhǔn)接腳方式，由于這種雙面接腳或四面腳接之中大型表面黏裝組件，具有相當(dāng) 節(jié)省板子的面積及焊后容易清洗的優(yōu)點，且未焊裝前各引腳強度也甚良好不易 變形，比另一種鷗翼接腳（Gull Wing Lead）法更容易維持"共面性 "（Copl

4、anarity）,已成為高腳數(shù) SMD在封裝（Packaging）及組裝（Assembly）上 的最佳方式。37、Lead弓唧，接腳電子組件欲在電路板上生根組裝時，必須具有各式引腳而用以完成焊接與互連 的工作。早期的引腳多采插孔焊接式，近年來由于組裝密度的增加，而漸改成 表面黏裝式（SMD）的貼焊引腳。且亦有“無引腳”卻以零件封裝體上特定的焊 點，進(jìn)行表面黏焊者，是為 Leadless零件。38、Known Good Die （KGD）已知之良好芯片IC之芯片可稱為Chip或Die,完工的晶圓（Wafer）上有許多芯片存在，具等品質(zhì)有好有壞，繼續(xù)經(jīng)過壽命試驗后 (Burn-in Test亦稱老

5、化試驗)，其已知電性良好的芯片稱為KGQ不過KGD勺定義相當(dāng)分歧，即使同一公司對不同產(chǎn)品 或同一產(chǎn)品又有不同客戶時，其定義也都難以一致。一種代表性說法是：某 種芯片經(jīng)老化與電測后而有良好的電性品質(zhì)，續(xù)經(jīng)封裝與組裝之量產(chǎn)一年以 上，仍能維持其良率在99. 5 %以上者，這種芯片方可稱 KGD。39、Lead Frame 腳架各種有密封主體及多只引腳的電子組件，如集成電路器(IC),網(wǎng)狀電阻器或簡單的二極管三極體等，其主體與各引腳在封裝前所暫時固定的金屬架，稱成 Lead Frame。此詞亦被稱為定架或腳架。具封裝過程是將中心部份的芯片 (Die ,或Chip芯片)，以其背面的金層或銀層，利用高溫

6、熔接法與腳架中心的 鍍金層加以固定，稱為Die Bond 。再另金線或鋁線從已牢固的芯片與各引腳之 間予以打線連通，稱為Lead Bond。然后再將整個主體以塑料或陶瓷予以封 牢，并剪去腳架外框，及進(jìn)一步彎腳成形，即可得到所需的組件。故知"腳架”在電子封裝工業(yè)中占很重要的地位。其合金材料常用者有Kovar、Alloy 42 以及磷青銅等，其成形的方式有模具沖切法及化學(xué)蝕刻法等。40、Lead Pitch 腳距指零件各種引腳中心線間的距離。早期插孔裝均為100mil的標(biāo)準(zhǔn)腳距，現(xiàn)密集組裝SMT勺QFP腳距，由起初的50mil 再緊縮，經(jīng)25mil、20mil、 16mil、12. 5m

7、il至9.8mil等。一般認(rèn)為腳距在 25mil (0.653mm)以下者即稱 為密距(Fine Pitch)。41、Multi-Chip-Module (MCM) 多芯片(芯片)模塊這是從90年才開始發(fā)展的另一種微電子產(chǎn)品，類似目前小型電路板的 IC卡或 Smart卡等。不過MCM所不同者，是把各種尚未封裝成體的IC,以"裸體芯片 "(Bare Chips) 方式，直接用傳統(tǒng)"Die Bond"或新式的Flip Chip 或TAB之方 式，組裝在電路板上。如同早期在板子上直接裝一枚芯片的電子表筆那樣，還 需打線及封膠，稱為COB(Chip On Bon

8、d)做法。但如今的MCM卻復(fù)雜了許多， 不僅在多層板上裝有多枚芯片，且直接以“凸塊”結(jié)合而不再"打線"。是一種高 層次(High End)的微電子組裝。MCMJ定義是僅在小板面上，進(jìn)行裸體芯片 無需打線的直接組裝，具芯片所占全板面積在70 %以上。這種典型的MC叱有三種型式即(目前看來以D型最具潛力)：MCM-L系仍采用PC哈種材質(zhì)的基 板(Laminates),其制造設(shè)儲及方法也與PC睨全相同，只是較為輕薄短小而 已。目前國內(nèi)能做IC卡，線寬在5mil孔徑到10 mil者，將可生產(chǎn)此類 MCMo但因需打芯片及打線或反扣焊接的關(guān)系，致使其鍍金"凸塊”(Bump)的

9、純度須達(dá)99.99 % ,且面積更小到1微米見方，此點則比較困難。MCM-C基材已 改用混成電路(Hybrid)的陶瓷板(Ceramic),是一種瓷質(zhì)的多層板(MLC),其線 路與Hybrid類似，皆用厚膜印刷法的金膏或鉗膏銀膏等做成線路，芯片的組裝 也采用反扣覆晶法。MCM-D其線路層及介質(zhì)層的多層結(jié)構(gòu)，是采用蒸著方式 (Deposited)的薄膜法，或Green Tape的線路轉(zhuǎn)移法，將導(dǎo)體及介質(zhì)逐次迭層 在瓷質(zhì)或高分子質(zhì)的底材上，而成為多層板的組合，此種MCM-D為三種中之最精密者。42、 OLB(Outer Lead Bond)外弓I腳結(jié)合是"卷帶自動結(jié)合"TAB(

10、Tape Automatic Bonding) 技術(shù)中的一個制程站是指 TAB 組合體外圍四面向外的引腳，可分別與電路板上所對應(yīng)的焊墊進(jìn)行焊接，稱為"外引腳結(jié)合"。這種TAB組合體亦另有四面向內(nèi)的引腳，是做為向內(nèi)連接集成電 路芯片(Chip或稱芯片)用的，稱為內(nèi)引腳接合(ILB),事實上內(nèi)腳與外腳本來 就是一體。故知TAB技術(shù)，簡單的說就是把四面密集的內(nèi)外接腳當(dāng)成"橋梁"，而以O(shè)LB方式把復(fù)雜的IC芯片半成品，直接結(jié)合在電路板上，省去傳統(tǒng)IC事先封裝的麻煩。43、Packaging 封裝，構(gòu)裝此詞簡單的說是指各種電子零件，完成其"密封"

11、;及"成型"的系列制程而言。但 若擴大延伸其意義時，那幺直到大型計算機的完工上市前，凡各種制造工作都 可稱之為"Interconnceted Packaging互連構(gòu)裝”。若將電子王國分成許多層次的階級制度時(Hierarchy),則電子組裝或構(gòu)裝的各種等級，按規(guī)模從小到大將 有：Chip(芯片、芯片制造)，Chip Carrier(集成電路器之單獨成品封裝)， Card(小型電路板之組裝)，及Board(正規(guī)電路板之組裝)等四級，再加"系統(tǒng)構(gòu) 裝”則共有五級。44、Passive Device(Component)被動組件(零件)是指一些電阻器(Res

12、istor)、電容器(Capacitor),或電感器(Incuctor) 等零 件。當(dāng)其等被施加電子訊號時，仍一本初衷而不改變其基本特性者，謂之"被動零件"；相對的另有主動零件(Active Device),如晶體管(Tranistors)、二極 管(Diodes)或電子管(Electron Tube) 等。45、Photomask光罩這是微電子工業(yè)所用的術(shù)語，是指半導(dǎo)體晶圓(Wafer)在感光成像時所用的玻璃底片，其暗區(qū)之遮光劑可能是一般底片的乳膠，也可能是極薄的金屬膜(如銘)。此種光罩可用在涂有光阻劑的“硅晶圓片”面上進(jìn)行成像，其做法與PCBm 相似，只是線路寬度更縮細(xì)

13、至微米(12im)級，甚至次微米級(0.5 m)的精 度，比電路板上最細(xì)的線還要小 100倍。(1 mil =25.4 m)。46、Pin Grid Array(PGA) 矩陣式針腳封裝是指一種復(fù)雜的封裝體，具反面是采矩陣式格點之針狀直立接腳，能分別插裝 在電路板之通孔中。正面則有中間下陷之多層式芯片封裝互連區(qū)，比起"雙排插腳封裝體”(DIP)更能布置較多的I/O Pins。附圖即為其示意及實物圖。47、Popcorn Effect 爆米花效應(yīng)原指以塑料外體所封裝的IC,因其芯片安裝所用的銀膏會吸水，一旦未加防范 而徑行封牢塑體后，在下游組裝焊接遭遇高溫時，其水分將因汽化壓力而造成

14、封體的爆裂，同時還會發(fā)出有如爆米花般的聲響，故而得名。近來十分盛行P-BGA勺封裝組件，不但其中銀月$會吸水，且連載板之BT基材也會吸水，管理不良時也常出現(xiàn)爆米花現(xiàn)象。48、Potting鑄封，模封指將容易變形受損，或必須隔絕的各種電子組裝體，先置于特定的模具或凹穴 中，以液態(tài)的樹脂加以澆注灌滿，待硬化后即可將線路組體固封在內(nèi)，并可將 其中空隙皆予以填滿，以做為隔絕性的保護(hù)，如TAB電路、集成電路，或其它電路組件等之封裝，即可采用 Potting 法。Potting 與Encapsulating 很類 似，但前者更強調(diào)周封之內(nèi)部不可出現(xiàn)空洞 (Voids)的缺陷。49、Power Supply

15、的芯片(Chip),不再先進(jìn)行傳統(tǒng)封裝成為完整的個體，而改 用TAB載體，直接將未封芯片黏裝在板面上。即采 "聚亞醯胺”(Polyimide)之軟 質(zhì)卷帶，及所附銅箔蝕成的內(nèi)外引腳當(dāng)成載體，讓大型芯片先結(jié)合在"內(nèi)引腳”上。經(jīng)自動測試后再以“外引腳”對電路板面進(jìn)行結(jié)合而完成組裝。這種將封裝 及組裝合而為一的新式構(gòu)裝法，即稱為 TAB法。此TAB法不但可節(jié)省IC事前 封裝的成本，且對300腳以上的多腳VLSI,在其采行SMT組裝而困難重重之 際，TABa是多腳大零件組裝的新希望(詳見電路板信息雜志第66期之專文)。63、Thermocompression Bonding 熱壓結(jié)

16、合是IC的一種封裝方法，即將很細(xì)的金線或鋁線，以加溫加壓的方式將其等兩 線端分別結(jié)合在芯片(芯片)的各電極點與腳架(Lead Frame)各對應(yīng)的內(nèi)腳上， 完成其功能的結(jié)合，稱為“熱壓結(jié)合”，簡稱T.C.Bond。64、Thermosonic Bonding 熱超音波結(jié)合指集成電路器中，具芯片與引腳間"打線結(jié)合”的一種方法。即利用加熱與超音 波兩種能量合并進(jìn)行，謂之 Thermosonic Bonding ,簡稱TS Bond。65、Thin Small Outline Packange(TSOP)薄小型集成電路器小型兩側(cè)外伸鷗翼腳之"IC”(SOIC),其腳數(shù)的約2048

17、腳，含腳在內(nèi)之寬度612mm腳距0.5mil。若用于PCMCIA或其它手執(zhí)型電子產(chǎn)品時，則還要進(jìn)一 步將厚度減薄一半，稱為TSOP此種又薄又小的雙排腳IC可分為兩型； Type I是從兩短邊向外伸腳，Type H是從兩長邊向外伸腳。66、Three-Layer Carrier 三層式載體這是指"卷帶自動結(jié)合”(TAB)式"芯片載體”的基材結(jié)構(gòu)情形，由薄片狀之樹脂 層(通常用聚亞醯胺之薄膜)、銅箔，及居于其間的接著劑層等三層所共同組 成，故稱為Three-Layer Carrier 。相對有"兩層式載體"，即除掉中間接著劑 層的TAB產(chǎn)品。67、Trans

18、fer Bump移用式突塊，轉(zhuǎn)移式突塊卷帶自動結(jié)合式的芯片載體，其內(nèi)引腳與芯片之結(jié)合，必須要在芯片各定點 處，先做上所需的焊錫突塊或黃金的突塊，當(dāng)成結(jié)合點與導(dǎo)電點。其做法之一 就是在其它載體上先備妥突塊，于進(jìn)行芯片結(jié)合前再將突塊轉(zhuǎn)移到各內(nèi)腳上， 以便繼續(xù)與芯片完成結(jié)合。這種先做好的突塊即稱為“移用式突塊” o68、Transistor 晶體管是一種半導(dǎo)體式的動態(tài)零件(Active Components),具有三個以上的電極，能執(zhí) 行整流及放大的功能。其中芯片之原物料主要是用到錯及硅元素，并刻意加入少許雜質(zhì)，以形成負(fù)型(n Type)及正型(p Type)等不同的簡單半導(dǎo)體，稱之為"

19、晶體管"。止匕種Transistor 有引腳插裝或SMT占裝等方式。69、Ultrasonic Bonding 超音波結(jié)合是利用超音波頻率(約10 KHz)振蕩的能量，及機械壓力的雙重作用下，可將金 線或鋁線，在IC半導(dǎo)體芯片上完成打線的操作。70、Two Layer Carrier 兩層式載體這也是"卷帶式芯片載體”的一種新材料，與業(yè)界一向所使用的三層式載體不 同。其最大的區(qū)別就是取消了中間的接著劑層，只剩下 "Polyimide”的樹脂層及 銅箔層等兩層直接密貼，不但在厚度上變薄及更具柔軟性外，其它性能也多有 改進(jìn)，只是目前尚未達(dá)到量產(chǎn)化的地步。71、Very

20、 Large-Scale Integration(VLSI)極大規(guī)模集成電路器凡在單一晶粒(Die)上所容納的半導(dǎo)體(Transistor) 其數(shù)量在8萬個以上，且 其間互聯(lián)機路的寬度在1.5仙(60 以下，而將此種極大容量的晶粒封裝成 為四面多接腳的方型IC者，稱為VLSI。按其接腳方式的不同，此等 VLSI 有J型腳、鷗翼腳、扁平長腳、堡型墊腳，等多種封裝方式。目前容量更大接 腳更多(如250腳以上)的IC ,由于在電路上的SMT安裝日漸困難，于是又改 將裸體晶粒先裝在TAB載架的內(nèi)腳上，再轉(zhuǎn)裝于 PCB上；以及直接將晶粒反 扣覆裝，或正貼焊裝在板面上，不過目前皆尚未在一般電子性工業(yè)量產(chǎn)中

21、流 行。72、Wafer 晶圓是半導(dǎo)體組件"晶粒"或"芯片”的基材，從拉伸長出的高純度硅元素晶柱 (Crystal Ingot) 上，所切下之圓形薄片稱為"晶圓"。之后采用精密"光罩"經(jīng)感 光制程得到所需的"光阻”，再對硅材進(jìn)行精密的蝕刻凹槽，及續(xù)以金屬之真空 蒸著制程，而在各自獨立的”晶?；蛐酒?Die , Chip)上完成其各種微型組件及 微細(xì)線路。至于晶圓背面則還需另行蒸著上黃金層，以做為晶粒固著(DieAttach)于腳架上的用途。以上流程稱為 Wafer Fabrication 。早期在小集成 電路時代

22、，每一個6時的晶圓上制作數(shù)以千計的晶粒，現(xiàn)在次微米線寬的大型 VLSI,每一個8時的晶圓上也只能完成一兩百個大型芯片。Wafer的制造雖動 輒投資數(shù)百億，但卻是所有電子工業(yè)的基礎(chǔ)。73、Wedge Bon映形結(jié)合點半導(dǎo)體封裝工程中，在芯片與引腳間進(jìn)行各種打線；如熱壓打線TC Bond、熱超音波打線TS Bond、及超音波打線UC Bond等。打牢結(jié)合后須將金線末端壓 扁拉斷，以便另在其它區(qū)域繼續(xù)打線。此種壓扁與拉斷的第二點稱為WedgeBond。至于打線頭在芯片上起點處，先行壓縮打上的另一種球形結(jié)合點，則稱 為Ball Bond。左四圖分別為兩種結(jié)合點的側(cè)視圖與俯視圖，以及其等之實物 體。We

23、lding熔接也是屬于一種金屬的結(jié)合(Bonding)方法，與軟焊(soldering 或稱錫焊)、硬焊(Brazing)同屬“冶金式”(Metallugical)的結(jié)合法。熔接法的強度雖很好，但接點之施工溫度亦極高，須超過被接合金屬的熔點，故較少用 于電子工業(yè)。74、Wire Bonding 打線結(jié)合系半導(dǎo)體IC封裝制程的一站，是自IC晶粒（Die或Chip）各電極上，以金線 或鋁線（直徑3（!）進(jìn)行各式打線結(jié)合，再牽線至腳架（Lead Frame）的各內(nèi)腳處 續(xù)行打線以完成回路，這種兩端打線的工作稱為 Wire Bond。75、Zig-Zag In-Line Package （ZIP）鏈齒

24、狀雙排腳封裝件凡電子零件之封裝體具有單排腳之結(jié)構(gòu)，且其單排腳又采不對稱"交錯型式"的安排，如同拉鏈左右交錯之鏈齒般，故稱為 Zig-Zag式。ZIP是一種低腳數(shù)插 焊小零件的封裝法，也可做成表面黏裝型式。不過此種封裝法只在日本業(yè)界中 較為流行。76、ASIC Application Specific Integrated Circuit特定用途之集成電路器是依照客戶特定的需求與功能而設(shè)計及制造的IC,是一種可進(jìn)行小量生產(chǎn)，快速變更生產(chǎn)機種，并能維持低成本的IC。77、BGA Ball Grid Array矩陣式球墊表面黏裝組件（與PG陽似，但為S MD）78、BTAB Bumped Tape-Automated Bonding已有突塊的自動結(jié)合卷帶指TAB卷帶的各內(nèi)腳上已轉(zhuǎn)移有突塊，可用以與裸體 得片進(jìn)行自動結(jié)合。79、C-DIP Ceramic Dual -in-line Package瓷質(zhì)雙祭腳封裝體（多用于IC）80、C4 Controlled Collapse Chpi connection可總握高度的裸體芯片反扣熔塌焊接81、CMOS Complimentary Metal-Oxide Semiconductor互補性金屬氧化物半導(dǎo)體（是融合P通路及N通路在同一片"金屬氧化物半導(dǎo)體 ”上的技