專利名稱：Csop陶瓷小外形封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種集成電路領(lǐng)域封裝制造方法，特別涉及一種CSOP陶瓷小外形封
裝方法。
背景技術(shù)：
目前通用工藝生產(chǎn)的SOP小外形封裝，是普及最廣的表面貼裝封裝，引腳中心距 1.27mm?，F(xiàn)在封裝的絕大多數(shù)為塑封集成電路，而陶瓷封裝集成電路的最小尺寸一般在 6. 0mmX6. Omm，封裝體厚度在2. 5mm以上，無法滿足與塑封集成電路的相互兼容性。而現(xiàn) 有陶瓷封裝集成電路中存在的弧度高，距離長，密度低、厚度高、體積大；塑封集成電路中氣 密性差、可靠性低以及陶瓷封裝集成電路與塑封集成電路因外形等問題不能相互替代等問 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種短距離、低弧度、氣密性、高可靠性CSOP陶瓷小外形封 裝方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種CSOP陶瓷小外形封裝方法， 它是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的
—、清洗 管基材料選用外殼底座采用90%以上氧化鋁陶瓷，引線框架采用4J29或4J34 鐵鈷鎳合金，表面鍍金層采用99. 7%以上的電鍍金，并且只用鈷作硬化劑，鍍金工藝是在電 鍍鎳層或化學(xué)鍍鎳層上進(jìn)行，鍍金層厚度> 0. 8 ii m，其他部位鍍層不小于1. 0 ii m，蓋板鍍 層^0.6iim，具有良好的耐溫、耐壓、低吸附水汽能力的材料為管基材料；
把管基和蓋板放在配置好的清洗液中清洗15分鐘，然后依次用冷_熱_冷去離子 水各沖洗10分鐘，再將清洗好的管基放入紅外燈烘箱中烘干，接著對(duì)經(jīng)過烘干的管基進(jìn)行 超聲清洗，超聲清洗一次不超過300只，以免影響清洗效果，將已清洗的管基存儲(chǔ)于可控的 凈化區(qū)域里，存儲(chǔ)時(shí)間不超過48小時(shí)，如超過，則在下次使用前必須再次進(jìn)行清洗程序；
二、上芯將在-40°C 士2t:條件下保存的導(dǎo)電膠從冰箱中取出，放在室溫下回溫1小時(shí)，然
后將導(dǎo)電膠涂在經(jīng)過步驟一清洗過的管基中央，根據(jù)管芯大小涂點(diǎn)要適當(dāng)，用鑷子將檢驗(yàn) 合格的管芯夾好，按鍵合圖標(biāo)示的管腳排列方向，準(zhǔn)確而平整地放在點(diǎn)好的膠上，必須保證 芯片底部最少三周邊可見導(dǎo)電膠，防止膠溢出污染管芯，裝好芯片后送檢驗(yàn)鏡檢，將鏡檢合
格的產(chǎn)品放入充氮潔凈烘箱內(nèi)進(jìn)行固化，溫度155士5t:，時(shí)間2小時(shí)； 為了保證點(diǎn)膠均勻，不產(chǎn)生溢膠，導(dǎo)電性能好，選用EP0-TEK H37-MP。
EP0-TEKH37-MP是一種單組分、銀填充環(huán)氧導(dǎo)電粘接劑，其滿足對(duì)軍用集成電路芯片及元器
件粘接要求。 采用有氮?dú)獗Ｗo(hù)的潔凈烘箱，可以減少氧化、降低芯片沾污，保證了導(dǎo)電膠固化后的粘結(jié)強(qiáng)度性能，也可更好的驅(qū)除導(dǎo)電膠內(nèi)部水汽，保證了產(chǎn)品的可靠性。
三、鍵合 鍵合絲采用小=40iim和小=32iim硅鋁鍵合絲，既滿足產(chǎn)品輸入、輸出參數(shù) 要求，又有良好的鍵合性能，滿足封裝工藝的鍵合強(qiáng)度要求，性能可靠。 鍵合機(jī)采用手動(dòng)鍵合機(jī)，經(jīng)行手動(dòng)鍵合，拱絲。可有效的控制鍵合位置，拱絲高度 等。 調(diào)整好鍵合機(jī)的功率在250 310瓦，鍵合壓力20g 35g，鍵合時(shí)間為30ms 35ms，鍵合強(qiáng)度范圍9g 22g，調(diào)節(jié)好顯微鏡，在顯微鏡下觀察鍵合過程，用空管基試壓， 待鍵合點(diǎn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，拉力達(dá)到質(zhì)量要求，即可按圖紙要求進(jìn)行鍵合，內(nèi)鍵合點(diǎn)上的 硅鋁絲、金絲， 一定要拉起適當(dāng)弧度，防止塌絲短路，鍵合時(shí)避免劃傷芯片鋁層，將鍵合好的 電路送檢驗(yàn)鏡檢；
四、封前烘焙 將步驟三中鏡檢合格的管基和蓋板裝在傳遞盒內(nèi)放進(jìn)高溫充氮烘箱內(nèi)進(jìn)行存貯， 時(shí)間48小時(shí)，溫度150±5°C。
五、封裝采用Benchmark AF8500平行縫焊機(jī)進(jìn)行封裝，AF8500平行縫焊系統(tǒng)可針對(duì)單個(gè)、 矩陣的管件封焊，系統(tǒng)可自動(dòng)完成吸取、放置蓋子，自動(dòng)點(diǎn)焊、封焊等系列動(dòng)作，封焊性能可 靠，可對(duì)多種金屬進(jìn)行低溫封焊。其最小封裝尺寸可達(dá)3. 0mmX3. Omm。
采用切筋機(jī)將產(chǎn)品按照要求規(guī)格切筋成型。 將經(jīng)過步驟四烘焙的管基和蓋板從潔凈充氮烘箱中取出放入平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)， 關(guān)好烘箱門，將待封管基和蓋板從潔凈充氮烘箱向平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)傳遞時(shí)，必須放在帶 蓋的大盒子中才能拿到平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)，且從潔凈烘箱到平行縫焊機(jī)真空烘箱的傳遞時(shí) 間不超過lmin ;然后產(chǎn)品在溫度13(TC下的平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)烘焙2小時(shí)，烘焙環(huán)境為真 空環(huán)境，真空度《5X 10-2torr，烘焙完畢后停止抽真空，將烘箱內(nèi)充入氮?dú)?，真空度未達(dá)到 750士5torr時(shí)，打開烘箱，設(shè)置縫焊參數(shù)，輸入點(diǎn)焊時(shí)檢測(cè)等級(jí)為1000，點(diǎn)焊時(shí)間為40ms， 并輸入點(diǎn)焊功率為1600士100W、壓力為200士50g、脈沖寬度為5 10ms，對(duì)管基和蓋板進(jìn)行 焊接封裝；將上述封裝好的產(chǎn)品用精密壓力機(jī)先進(jìn)行切筋，然后送檢測(cè)部門測(cè)試，測(cè)試按產(chǎn) 品詳細(xì)規(guī)范執(zhí)行；
六、打印 為了保證油墨的耐溶性滿足GJB548中2015的要求，選用了 MARKEM的移印、耐高
溫油墨7224，此油墨能耐300°C 40(TC的高溫，在正常所用溫度下長時(shí)間烘烤不變色。 選用我們現(xiàn)有的手動(dòng)移印機(jī)就能滿足打印要求，但現(xiàn)有的打印夾具不能用，無法
定位，按照產(chǎn)品的特點(diǎn)設(shè)計(jì)定做了精度比較高的能很好定位的打印夾具。 將步驟五焊接好的產(chǎn)品在其正面打印，第一排打印類型及型號(hào)，第二排打印商標(biāo)、
年份、月份，打印好的產(chǎn)品，放進(jìn)150士5t:烘箱烘12小時(shí)，以字跡牢固為標(biāo)準(zhǔn)，至此產(chǎn)品制
備封裝完畢。 采用上述CSOP陶瓷小外形封裝方法封裝的集成電路具有優(yōu)良的電性能和熱性 能，體積小，重量輕，廣泛應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域。應(yīng)用時(shí)通過在PCB焊盤上印刷焊膏，再 經(jīng)過回流焊燒結(jié)焊點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)電氣連接。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制發(fā) 明。 實(shí)施例1 制備專用CS0P08L外殼封裝電路，管基材料選用外殼底座采用90%以上氧化鋁 陶瓷，引線框架采用4J29或4J34鐵鈷鎳合金，表面鍍金層采用99. 7%以上的電鍍金，并且 只用鈷作硬化劑，鍍金工藝是在電鍍鎳層或化學(xué)鍍鎳層上進(jìn)行，鍍金層厚度^0.8iim，其他 部位鍍層不小于1. 0 ii m，蓋板鍍層^ 0. 6 ii m，具有良好的耐溫、耐壓、低吸附水汽能力的材 料為管基材料； CS0P08L封裝集成電路管基的外形尺寸，單位mm : 管殼體長5. 00±0. 18 ; 管殼體寬4. 40±0. 18 ; 管殼體厚1. 55±0. 05 ; 引腳間距1. 27±0. 10 ; 可粘片腔體尺寸2. 74±0. 10X3. 00 ±0. 12 ; 可鍵合腔體尺寸3. 74 ±0. 12X3. 00 ±0. 12 ; 把管基和蓋板放在配置好的清洗液中清洗15分鐘，然后依次用冷_熱_冷去離子 水各沖洗10分鐘，再將清洗好的管基放入紅外燈烘箱中烘干，接著對(duì)經(jīng)過烘干的管基進(jìn)行 超聲清洗，超聲清洗一次不超過300只，以免影響清洗效果，將已清洗的管基存儲(chǔ)于可控的 凈化區(qū)域里，存儲(chǔ)時(shí)間不超過48小時(shí)，如超過，則在下次使用前必須再次進(jìn)行清洗程序；
上芯工藝CS0P08L管基粘片區(qū)腔體尺寸為(3. OOmm士O. 12mm) X (2. 74mm±0. 10mm)，腔體深
度為O. 75mm±0. 15mm。而有些產(chǎn)品的芯片尺寸較厚，以LM158、LM111、LM193和LM741為例，
它們出廠時(shí)的外型尺寸(長X寬X高)分別如下所示LM158 1194X914X686(單位iim) LM111 1651X1143X381 LM193 838X838X381 LM741 1092X864X381 對(duì)于較厚的芯片，直接上芯、鍵合非常困難，由此從以上可看出LM158的厚度最 大，以它為基準(zhǔn)來進(jìn)行一下理論分析。CS0P08L外殼腔體深度為750iim士150iim，鍵合所 采用的鍵合絲的為小40ym的硅鋁絲，封裝要求蓋板與硅鋁絲拱絲的最高點(diǎn)的距離至少 要大于一個(gè)硅鋁絲的直徑，那么留給導(dǎo)電膠和拱絲的高度就已經(jīng)超過了管基腔體高度的 750 ym。為實(shí)現(xiàn)可鍵合性操作，降低手工鍵合操作難度，只能盡量控制導(dǎo)電膠和芯片的厚 度。 晶圓片的減薄 要求在劃片的時(shí)，先對(duì)晶圓片進(jìn)行減薄處理，然后再劃片。經(jīng)過探索確定出了比較 合理的一組數(shù)據(jù)，以幾種產(chǎn)品為例，如下所示(單位P m)
LM158 330 ±10
LM111 325 ±10
LM193 325 ±10
LM741 320 ±10 經(jīng)過芯片減薄，留給導(dǎo)電膠和拱絲的高度就增多了，以最厚的LM158為基準(zhǔn)可以 通過下列算式計(jì)算出剩余的高度 導(dǎo)電膠和拱絲的高度=腔體深度-硅鋁絲的直徑X2-芯片厚度將數(shù)據(jù)代入上式 可以求出導(dǎo)電膠和拱絲的高度為340 m± 10 m的范圍之內(nèi)。實(shí)現(xiàn)的CS0P08L管基的可鍵 合性，降低了手工鍵合的操作難度。
上芯過程中的銀漿厚度控制 CS0P封裝產(chǎn)品的封裝體厚度為0.75mm，銀槳不能太厚，因而上芯過程中銀槳的厚 度均勻性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，同時(shí)還影響著鍵合拱絲高度的控制。通過理論分析和大量 的試驗(yàn)得出導(dǎo)電膠的厚度控制在25ii 35ym之間，這樣才能即保障芯片粘接的剪切強(qiáng) 度，又能給鍵合留出更大的拱絲空間。
鍵合工藝 CS0P08L封裝電路，腔體內(nèi)空間很小，腔體內(nèi)可鍵合區(qū)尺寸為 3. 74mmX3. OOmmXO. 50mm，管基鍵合區(qū)長度僅為1. OOmm， ZFZ006、 CHJ-2B等手動(dòng)鍵合機(jī)因 結(jié)構(gòu)限制，鏡頭可視范圍小，無法通過顯微鏡直接觀察到管基鍵合區(qū)，必須調(diào)整顯微鏡安裝 位置。為解決該問題，首先設(shè)計(jì)制作了 CS0P封裝電路的鍵合用夾具，其次對(duì)ZFZ006、CHJ-2B 鍵合臺(tái)視線不良的問題，通過反復(fù)調(diào)整顯微鏡安裝位置，最終找出一個(gè)合理的顯微鏡安裝 位置。兼顧鍵合視野與鍵合區(qū)清晰度。得以使這兩種設(shè)備能夠進(jìn)行CSOP封裝電路的鍵合 工作。 低弧度、短距離拱絲技術(shù)鍵合絲拱絲距離短，CSOP封裝拱絲長度范圍為 0. 7mm 1.6mm;弧高范圍為0. 15mm 0. 3mm ;同時(shí)由于芯片鍵合區(qū)與蓋板距離僅為 0.34mm。拱絲稍高，即出現(xiàn)鍵合絲超出蓋板的現(xiàn)象；太低，又無法保證可靠性。采用反向鍵 合方式，為了保證鍵合可靠性，鍵合后必須進(jìn)行挑絲。CSOP鍵合絲距芯片距離僅為D型封裝 距離的1/2倍，挑絲時(shí)必須加倍小心，否則極易損傷芯片。由于腔體內(nèi)空間狹小，在第2點(diǎn) 鍵合結(jié)束手工斷絲時(shí)，嚴(yán)格控制，避免蹭傷芯片。對(duì)于低弧度跨距鍵合，在鍵合過程中，嚴(yán)格 控制劈刀運(yùn)動(dòng)軌跡，保證了鍵合壓點(diǎn)的可靠性、弧度高低一致性及可靠性。
封前烘焙工藝 將鍵合后檢驗(yàn)合格的電路，按照隨工單分清批號(hào)、品種，查點(diǎn)好數(shù)目，放進(jìn)鋁盒內(nèi)， 然后將鋁盒放入自制150°C 士5t:潔凈高溫烘箱中烘培48小時(shí)。
封裝工藝 氣密性采用Benchmark AF8500平行縫焊機(jī)進(jìn)行封裝，首先為保證產(chǎn)品氣密性要 求，根據(jù)設(shè)備工藝制作配套的封裝模具，其次再根據(jù)其他產(chǎn)品的平行縫焊參數(shù)設(shè)置經(jīng)驗(yàn)，對(duì) CS0P08L管基進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)置并試封，嚴(yán)格控制平行封焊參數(shù)功率為1600士100W、壓力 為200士50g、脈沖寬度為5 10ms。由于CSOP管基尺寸較小，腔體壁薄，封焊時(shí)耐溫、耐壓 方面要求就很高，過高的溫度或壓力都會(huì)造成管基的損傷甚至破裂，而如果壓力與功率達(dá) 不到要求，封焊后會(huì)造成封裝漏氣。因此對(duì)平行封焊時(shí)的壓力、功率控制要具體、明確，防止 由于參數(shù)變動(dòng)而影響產(chǎn)品氣密性。
水汽控制產(chǎn)品內(nèi)部水汽含量的高低是影響器件可靠性的重要因素之一，對(duì)其要 嚴(yán)格控制，使其產(chǎn)品內(nèi)部水汽含量越低越好。封裝采用氣密性封裝，利用AF8500平行縫焊 機(jī)密封式手套箱，采用充入保護(hù)氮?dú)獾姆椒?，產(chǎn)品縫焊后腔體內(nèi)部為氮?dú)鈿夥?，可有效的?制內(nèi)部水汽。使用的工藝氮?dú)馑?0 70ppm之間，設(shè)備運(yùn)行時(shí)再通過氮?dú)庋h(huán)干燥 系統(tǒng)，使平行縫焊機(jī)密封式手套箱內(nèi)水汽控制在_42°C以上，最終使產(chǎn)品內(nèi)部水汽保持在 2000卯m以內(nèi)，完全滿足GJB548B-2005要求的B級(jí)高可靠產(chǎn)品內(nèi)部水汽控制在5000卯m以 內(nèi)的條件。
打印工藝 剛開始選用絲網(wǎng)印刷商標(biāo)，因?yàn)樯虡?biāo)太小，做的絲網(wǎng)版不太光滑，字跡的邊緣不夠 整齊；而且絲網(wǎng)印刷的商標(biāo)油墨較厚，油墨打印在金蓋板上，在大氣中放置一會(huì)，油墨會(huì)慢 慢向外擴(kuò)散，標(biāo)志本來就小，整個(gè)標(biāo)志就會(huì)糊在一塊；還有絲網(wǎng)印刷小面積的電路速度很慢。 后來又確定移印商標(biāo)，將電腦排的打印版經(jīng)過一系列的照相、顯影、定影、曝光等，
最后腐蝕在不銹鋼鋼板上，這種方法做出的印章一致性比較好，而且移印的油墨要比絲網(wǎng)
印刷的油墨薄，不容易向外擴(kuò)散，用這種方法做出的印章能較好的實(shí)現(xiàn)電路的打印，而且打
印速度較絲網(wǎng)印刷要快很多，打印的標(biāo)志能滿足GJB548B-2005油墨耐溶性要求。 經(jīng)過試投產(chǎn)運(yùn)行，已攻克了 CS0P08L型管基上芯技術(shù)及銀漿厚度控制技術(shù)、鍵合
工藝技術(shù)、平行縫焊氣密性及水汽含量控制技術(shù)、打印技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，CSOP型封裝工藝從
上芯、鍵合，到封裝、打印、切筋成型，工藝穩(wěn)定。生產(chǎn)線工藝穩(wěn)定，封裝成品率穩(wěn)定在98%以上。 可靠性驗(yàn)證 高溫貯存試驗(yàn)150°C ±3°C，96h ;溫度沖擊試驗(yàn)-55"C士3"C (+0， -10) °C +125°。±31:，5次； 老煉溫度125士3。C，96h ; 檢漏粗檢、細(xì)檢； 內(nèi)部水汽含量《5000卯m。 無失效產(chǎn)品，符合GJB548相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)施例二 專用CS0P14L外殼封裝電路 清洗 管基材料選用外殼底座采用90%以上氧化鋁陶瓷，引線框架采用4J29或4J34
鐵鈷鎳合金，表面鍍金層采用99. 7%以上的電鍍金，并且只用鈷作硬化劑，鍍金工藝是在電
鍍鎳層或化學(xué)鍍鎳層上進(jìn)行，鍍金層厚度> 0. 8 ii m，其他部位鍍層不小于1. 0 ii m，蓋板鍍
層^0.6iim，具有良好的耐溫、耐壓、低吸附水汽能力的材料為管基材料； CS0P14L封裝集成電路外形尺寸，單位mm : 管殼體長9. OO士O. 20 ; 管殼體寬6. 00±0. 20 ; 管殼體厚2. 80±0. 31 ; 引腳間距1. 27±0. 05 ; 粘片區(qū)腔體尺寸2. 40 ±0. 12X4. 50 ±0. 12 ;
7
鍵合區(qū)腔體尺寸4. 00 ±0. 12X7. 00 ±0. 14 ; 把管基和蓋板放在配置好的清洗液中清洗15分鐘，然后依次用冷_熱_冷去離子 水各沖洗10分鐘，再將清洗好的管基放入紅外燈烘箱中烘干，接著對(duì)經(jīng)過烘干的管基進(jìn)行 超聲清洗，超聲清洗一次不超過300只，以免影響清洗效果，將已清洗的管基存儲(chǔ)于可控的 凈化區(qū)域里，存儲(chǔ)時(shí)間不超過48小時(shí)，如超過，則在下次使用前必須再次進(jìn)行清洗程序；
上芯工藝CS0P08L管基粘片區(qū)腔體尺寸為(3. 00mm±0. 12mm) X (2. 74mm±0. 10mm)，腔體深
度為O. 75mm±0. 15mm。而有些產(chǎn)品的芯片尺寸較厚，以LM158、LM111、LM193和LM741為例，
它們出廠時(shí)的外型尺寸(長X寬X高)分別如下所示 LM158 1194X914X686 (單位ii m) LM111 1651X1143X381 LM193 838X838X381 LM741 1092X864X381 對(duì)于較厚的芯片，直接上芯、鍵合非常困難，由此從以上可看出LM158的厚度最 大，以它為基準(zhǔn)來進(jìn)行一下理論分析。CS0P08L外殼腔體深度為750iim士150iim，鍵合所 采用的鍵合絲的為小40ym的硅鋁絲，封裝要求蓋板與硅鋁絲拱絲的最高點(diǎn)的距離至少 要大于一個(gè)硅鋁絲的直徑，那么留給導(dǎo)電膠和拱絲的高度就已經(jīng)超過了管基腔體高度的 750 ym。為實(shí)現(xiàn)可鍵合性操作，降低手工鍵合操作難度，只能盡量控制導(dǎo)電膠和芯片的厚 度。 晶圓片的減薄 要求在劃片的時(shí)，先對(duì)晶圓片進(jìn)行減薄處理，然后再劃片。經(jīng)過探索確定出了比較
合理的一組數(shù)據(jù)，以幾種產(chǎn)品為例，如下所示(單位P m) LM158 330 ±10 LM111 325 ±10 LM193 325 ±10 LM741 320 ±10 經(jīng)過芯片減薄，留給導(dǎo)電膠和拱絲的高度就增多了，以最厚的LM158為基準(zhǔn)可以 通過下列算式計(jì)算出剩余的高度 導(dǎo)電膠和拱絲的高度=腔體深度-硅鋁絲的直徑X2-芯片厚度將數(shù)據(jù)代入上式 可以求出導(dǎo)電膠和拱絲的高度為340 ii m± 10 ii m的范圍之內(nèi)。實(shí)現(xiàn)的CS0P08L管基的可鍵 合性，降低了手工鍵合的操作難度。
上芯過程中的銀漿厚度控制 CS0P封裝產(chǎn)品的封裝體厚度為0.75mm，銀槳不能太厚，因而上芯過程中銀槳的厚 度均勻性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，同時(shí)還影響著鍵合拱絲高度的控制。通過理論分析和大量 的試驗(yàn)得出導(dǎo)電膠的厚度控制在25ii 35ym之間，這樣才能即保障芯片粘接的剪切強(qiáng) 度，又能給鍵合留出更大的拱絲空間。
鍵合工藝 CS0P08L封裝電路，腔體內(nèi)空間很小，腔體內(nèi)可鍵合區(qū)尺寸為 3. 74mmX3. OOmmXO. 50mm，管基鍵合區(qū)長度僅為1. OOmm， ZFZ006、 CHJ-2B等手動(dòng)鍵合機(jī)因結(jié)構(gòu)限制，鏡頭可視范圍小，無法通過顯微鏡直接觀察到管基鍵合區(qū)，必須調(diào)整顯微鏡安裝位置。為解決該問題，首先設(shè)計(jì)制作了 CS0P封裝電路的鍵合用夾具，其次對(duì)ZFZ006、CHJ-2B鍵合臺(tái)視線不良的問題，通過反復(fù)調(diào)整顯微鏡安裝位置，最終找出一個(gè)合理的顯微鏡安裝位置。兼顧鍵合視野與鍵合區(qū)清晰度。得以使這兩種設(shè)備能夠進(jìn)行CSOP封裝電路的鍵合工作。低弧度、短距離拱絲技術(shù)鍵合絲拱絲距離短，CSOP封裝拱絲弧度為長度范圍為0. 7mm 3. lmm ;弧高范圍為0. 15mm 0. 3mm ;同時(shí)由于芯片鍵合區(qū)與蓋板距離僅為0.34mm。拱絲稍高，即出現(xiàn)鍵合絲超出蓋板的現(xiàn)象；太低，又無法保證可靠性。采用反向鍵合方式，為了保證鍵合可靠性，鍵合后必須進(jìn)行挑絲。CSOP鍵合絲距芯片距離僅為D型封裝距離的1/2倍，挑絲時(shí)必須加倍小心，否則極易損傷芯片。由于腔體內(nèi)空間狹小，在第2點(diǎn)鍵合結(jié)束手工斷絲時(shí)，嚴(yán)格控制，避免蹭傷芯片。對(duì)于低弧度跨距鍵合，在鍵合過程中，嚴(yán)格控制劈刀運(yùn)動(dòng)軌跡，保證了鍵合壓點(diǎn)的可靠性、弧度高低一致性及可靠性。
封前烘焙工藝 將鍵合后檢驗(yàn)合格的電路，按照隨工單分清批號(hào)、品種，查點(diǎn)好數(shù)目，放進(jìn)鋁盒內(nèi)，然后將鋁盒放入自制150°C 士5t:潔凈高溫烘箱中烘培48小時(shí)。 封裝工藝 氣密性采用Benchmark AF8500平行縫焊機(jī)進(jìn)行封裝，首先為保證產(chǎn)品氣密性要求，根據(jù)設(shè)備工藝制作配套的封裝模具，其次再根據(jù)其他產(chǎn)品的平行縫焊參數(shù)設(shè)置經(jīng)驗(yàn)，對(duì)CS0P08L管基進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)置并試封，嚴(yán)格控制平行封焊參數(shù)功率為1600士100W、壓力為200士50g、脈沖寬度為5 10ms。由于CSOP管基尺寸較小，腔體壁薄，封焊時(shí)耐溫、耐壓方面要求就很高，過高的溫度或壓力都會(huì)造成管基的損傷甚至破裂，而如果壓力與功率達(dá)不到要求，封焊后會(huì)造成封裝漏氣。因此對(duì)平行封焊時(shí)的壓力、功率控制要具體、明確，防止由于參數(shù)變動(dòng)而影響產(chǎn)品氣密性。 水汽控制產(chǎn)品內(nèi)部水汽含量的高低是影響器件可靠性的重要因素之一，對(duì)其要嚴(yán)格控制，使其產(chǎn)品內(nèi)部水汽含量越低越好。封裝采用氣密性封裝，利用AF8500平行縫焊機(jī)密封式手套箱，采用充入保護(hù)氮?dú)獾姆椒?，產(chǎn)品縫焊后腔體內(nèi)部為氮?dú)鈿夥?，可有效的控制?nèi)部水汽。使用的工藝氮?dú)馑?0 70ppm之間，設(shè)備運(yùn)行時(shí)再通過氮?dú)庋h(huán)干燥系統(tǒng)，使平行縫焊機(jī)密封式手套箱內(nèi)水汽控制在_42°C以上，最終使產(chǎn)品內(nèi)部水汽保持在2000卯m以內(nèi)，完全滿足GJB548B-2005要求的B級(jí)高可靠產(chǎn)品內(nèi)部水汽控制在5000卯m以內(nèi)的條件。
打印工藝 剛開始選用絲網(wǎng)印刷商標(biāo)，因?yàn)樯虡?biāo)太小，做的絲網(wǎng)版不太光滑，字跡的邊緣不夠整齊；而且絲網(wǎng)印刷的商標(biāo)油墨較厚，油墨打印在金蓋板上，在大氣中放置一會(huì)，油墨會(huì)慢慢向外擴(kuò)散，標(biāo)志本來就小，整個(gè)標(biāo)志就會(huì)糊在一塊；還有絲網(wǎng)印刷小面積的電路速度很慢。 后來又確定移印商標(biāo)，將電腦排的打印版經(jīng)過一系列的照相、顯影、定影、曝光等，
最后腐蝕在不銹鋼鋼板上，這種方法做出的印章一致性比較好，而且移印的油墨要比絲網(wǎng)
印刷的油墨薄，不容易向外擴(kuò)散，用這種方法做出的印章能較好的實(shí)現(xiàn)電路的打印，而且打
印速度較絲網(wǎng)印刷要快很多，打印的標(biāo)志能滿足GJB548B-2005油墨耐溶性要求。 經(jīng)過試投產(chǎn)運(yùn)行，已攻克了 CS0P08L型管基上芯技術(shù)及銀漿厚度控制技術(shù)、鍵合工藝技術(shù)、平行縫焊氣密性及水汽含量控制技術(shù)、打印技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，CSOP型封裝工藝從上芯、鍵合，到封裝、打印、切筋成型，工藝穩(wěn)定。生產(chǎn)線工藝穩(wěn)定，封裝成品率穩(wěn)定在98%以上。 可靠性驗(yàn)證 高溫貯存試驗(yàn)150。C 士3。C，96h ; 溫度沖擊試驗(yàn)-55。C土3。C (+0， -10) °C~>十125。C土3。C，5次； 老煉溫度125士3。C，96h ; 檢漏粗檢、細(xì)檢； 內(nèi)部水汽含量《5000卯m。 無失效產(chǎn)品，符合GJB548相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種CSOP陶瓷小外形封裝方法，其特征在于它是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、清洗把管基和蓋板放在配置好的清洗液中清洗15分鐘，然后依次用冷-熱-冷去離子水各沖洗10分鐘，再將清洗好的管基放入紅外燈烘箱中烘干，接著對(duì)經(jīng)過烘干的管基進(jìn)行超聲清洗，超聲清洗一次不超過300只，以免影響清洗效果，將已清洗的管基存儲(chǔ)于可控的凈化區(qū)域里，存儲(chǔ)時(shí)間不超過48小時(shí)，如超過，則在下次使用前必須再次進(jìn)行清洗程序；二、上芯將在-40℃±2℃條件下保存的導(dǎo)電膠從冰箱中取出，放在室溫下回溫1小時(shí)，然后將導(dǎo)電膠涂在經(jīng)過步驟一清洗過的管基中央，根據(jù)管芯大小涂點(diǎn)要適當(dāng)，用鑷子將檢驗(yàn)合格的管芯夾好，按鍵合圖標(biāo)示的管腳排列方向，準(zhǔn)確而平整地放在點(diǎn)好的膠上，必須保證芯片底部最少三周邊可見導(dǎo)電膠，防止膠溢出污染管芯，裝好芯片后送檢驗(yàn)鏡檢，將鏡檢合格的產(chǎn)品放入充氮潔凈烘箱內(nèi)進(jìn)行固化，溫度155±5℃，時(shí)間2小時(shí)；三、鍵合調(diào)整好鍵合機(jī)的間和參數(shù)指標(biāo)，再調(diào)節(jié)好顯微鏡，在顯微鏡下觀察鍵合過程，用空管基試壓，待鍵合點(diǎn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，拉力達(dá)到質(zhì)量要求，即可按圖紙要求進(jìn)行鍵合，內(nèi)鍵合點(diǎn)上的硅鋁絲、金絲，一定要拉起適當(dāng)弧度，防止塌絲短路，鍵合時(shí)避免劃傷芯片鋁層，將鍵合好的電路送檢驗(yàn)鏡檢；四、封前烘焙將步驟三中鏡檢合格的管基和蓋板裝在傳遞盒內(nèi)放進(jìn)高溫充氮烘箱內(nèi)進(jìn)行存貯，時(shí)間48小時(shí)，溫度150±5℃；五、封裝將經(jīng)過步驟四烘焙的管基和蓋板從潔凈充氮烘箱中取出放入平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)，關(guān)好烘箱門，將待封管基和蓋板從潔凈充氮烘箱向平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)傳遞時(shí)，必須放在帶蓋的大盒子中才能拿到平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)，且從潔凈烘箱到平行縫焊機(jī)真空烘箱的傳遞時(shí)間不超過1min；然后產(chǎn)品在溫度130℃下的平行縫焊機(jī)烘箱內(nèi)烘焙2小時(shí)，烘焙環(huán)境為真空環(huán)境，真空度≤5×10-2torr，烘焙完畢后停止抽真空，將烘箱內(nèi)充入氮?dú)猓婵斩任催_(dá)到750±5torr時(shí)，打開烘箱，設(shè)置縫焊參數(shù)，輸入點(diǎn)焊時(shí)檢測(cè)等級(jí)為1000，點(diǎn)焊時(shí)間為40ms，并輸入點(diǎn)焊1600±100W、壓力為200±50g、脈沖寬度為5～10ms，對(duì)管基和蓋板進(jìn)行焊接封裝；將上述封裝好的產(chǎn)品用精密壓力機(jī)先進(jìn)行切筋，然后送檢測(cè)部門測(cè)試，測(cè)試按產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范執(zhí)行；六、打印將步驟五焊接好的產(chǎn)品在其正面打印，第一排打印類型及型號(hào)，第二排打印商標(biāo)、年份、月份，打印好的產(chǎn)品，放進(jìn)150±5℃烘箱烘12小時(shí)，以字跡牢固為標(biāo)準(zhǔn)，至此產(chǎn)品制備封裝完畢。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CS0P陶瓷小外形封裝方法，其特征在于所述鍵合機(jī) 的鍵合參數(shù)指標(biāo)為調(diào)整好鍵合機(jī)的功率在250 310瓦，鍵合壓力20g 35g，鍵合時(shí)間為 30ms 35ms，鍵合強(qiáng)度范圍9g 22g。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CSOP陶瓷小外形封裝方法，它是通過清洗工藝、上芯工藝、鍵合工藝、封前烘焙工藝、封裝工藝和打印工藝組成。采用上述CSOP陶瓷小外形封裝方法封裝的集成電路具有優(yōu)良的電性能和熱性能，體積小，重量輕，廣泛應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域。應(yīng)用時(shí)通過在PCB焊盤上印刷焊膏，再經(jīng)過回流焊燒結(jié)焊點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)電氣連接。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101740413SQ200910117729
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者張劍敏, 楊伊杰, 蒲彥武, 辛偉德 申請(qǐng)人:天水七四九電子有限公司