【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種三維堆疊芯片的多層引線鍵合方法，可實現集成電路領域高密度芯片堆疊封裝，屬于三維集成封裝。
技術介紹
1、高密度多層引線鍵合技術通過在基板上堆疊多層芯片進行鍵合實現更高的信號和電源密度，堆疊主要類型有金字塔形堆疊、懸臂式堆疊、并列堆疊等。如圖4、5、6所示，傳統的堆疊鍵合方式主要有兩種，一種是將芯片堆疊，引線第一焊點在芯片上，第二焊點全部落在基板平面上；另一種是管殼設計成臺階狀，第二焊點分別落在臺階上。第一種引線鍵合絲的跨度隨著堆疊層數和焊盤數量增加而增大，最多堆疊兩層，即超過合適的工藝窗口，影響產品互連的可靠性。第二種設計成臺階式的管殼良率較低，工藝難度增加，成本較高，不利于大批量生產。現階段集成電路朝著小型化、高密度、高復雜度的方向發展，導致芯片堆疊層數越來越多，傳統的引線鍵合方式已經不能滿足現發展階段的需求。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有堆疊方式帶來的堆疊層數不超過三層的限制問題，提供一種低成本的芯片三維堆疊多層引線鍵合方法，實現鍵合弧高穩定控制，提升引線鍵合良率，增加產品合格率。
2、本專利技術的技術方案是：一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，包括：
3、制作用于封裝的轉接板；
4、對制作好的轉接板進行切割形成切割單元；
5、對切割后的轉接板進行解膠分選；
6、將符合要求的新轉接板，根據電路排布將阻容感器件與解膠分選后的轉接板上的切割單元進行粘接或燒結；
7、
8、設置鍵合機參數，并根據設計要求進行引線鍵合編程；
9、利用全自動鍵合機完成引線鍵合，并進行產品封裝。
10、所述轉接板厚度為0.15mm-0.6mm；形狀包括矩形、方形、圓形、橢圓形、拇指型；制作材料采用硅或陶瓷或氮化鋁或氧化鋁或玻璃。
11、所述轉接板兩面金屬化鍍層選取為au、al、ni/pb/au，金屬化厚度設計為2μm-3μm。
12、所述轉接板上設置電路連接過孔，大小為0.1mm-0.2mm；所述電路連接過孔距轉接板邊緣距離為1mm-1.5mm。
13、所述轉接板制作過程為：以硅或陶瓷或氮化鋁或氧化鋁或玻璃作為基板材料，采用激光刻蝕或濕法腐蝕的方法打孔得到兩面通孔，在通孔轉接板基礎上采用二步金屬種子層方法，即首先進行等離子表面活化，然后通過磁控濺射鍍膜，實現表面金屬連續全覆蓋；然后進行真空濕法活化、利用化學鍍銅反應原理實現孔內側壁金屬種子層連續全覆蓋，同時實現表面與孔內側壁金屬種子層連續全覆蓋，通過脈沖電鍍填實最后完成轉接板兩面金屬化。
14、所述對制作的轉接板進行切割，形成切割單元，包括：用uv膜/藍膜將轉接板粘接在6/8/12英寸崩環上，使用全自動砂輪劃片機按照設計間隔選用0.1mm-0.6mm厚度刀片將設計制作得到的拼板轉接板進行切割，形成切割單元。
15、所述對切割后的轉接板進行解膠分選，包括：對轉接板進行清洗后，放入uv解膠機中進行解膠，解膠時間30～50s，解膠后利用全自動晶粒分選機將轉接板單元進行分選，得到符合要求的新轉接板。
16、將新轉接板和芯片粘接或燒結在基板上，包括：將新轉接板使用并列或金字塔形堆疊方式，芯片使用金字塔形或懸臂式堆疊，利用環氧導電膠或焊料片將對應的芯片和轉接板粘接或燒結在基板對應的平面層區域位置上。
17、固化時的溫度為100℃-150℃，固化時間1.5-2.5小時。
18、所述設置鍵合機參數，包括引線數量及引線材料、引線弧高種類、引線鍵合方式、引線鍵合順序。
19、所述引線鍵合方式包括楔形焊或球型焊，引線鍵合順序為按低弧度引線至高弧度引線，短投影引線至長投影引線，按同一時鐘方向進行鍵合引線順序排布。
20、進行引線鍵合編程時，設置相鄰引線弧度間距設置應在100μm-300μm之間，兩點間鍵合引線投影距離最大不超過引線材料直徑的100倍。
21、進行產品封裝，封裝方式包括平行封焊、激光縫焊、熔封焊、儲能焊、灌封、塑封。
22、本專利技術與現有技術相比的優點在于：
23、1、本專利技術方法可使芯片堆疊層數超過三層，多功能芯片封裝后縮小體積，提高集成度；
24、2、本專利技術可在高密度轉接板上放置阻容感等無源器件及有源芯片，降低互聯距離，提高布線密度；
25、3、本專利技術方法采用高密度轉接板方式提高平面層三層及三層以上芯片堆疊后鍵合可靠性及穩定性；
26、4、本專利技術方法中的高密度轉接板采用硅、陶瓷等材料制作，操作工序簡單、開發成本低，可適應于工業化三維集成封裝大批量產品的定制生產
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1.一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板厚度為0.15mm-0.6mm；形狀包括矩形、方形、圓形、橢圓形、拇指型；制作材料采用硅或陶瓷或氮化鋁或氧化鋁或玻璃。
3.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板兩面金屬化鍍層選取為Au、Al、Ni/Pb/Au，金屬化厚度設計為2μm-3μm。
4.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板上設置電路連接過孔，大小為0.1mm-0.2mm；所述電路連接過孔距轉接板邊緣距離為1mm-1.5mm。
5.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板制作過程為：以硅或陶瓷或氮化鋁或氧化鋁或玻璃作為基板材料，采用激光刻蝕或濕法腐蝕的方法打孔得到兩面通孔，在通孔轉接板基礎上采用二步金屬種子層方法，即首先進行等離子表面活化，然后通過磁控濺射鍍膜，實現表面金屬連續全覆蓋；然后進行真空濕法活化
6.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述對制作的轉接板進行切割，形成切割單元，包括：用UV膜/藍膜將轉接板粘接在6/8/12英寸崩環上，使用全自動砂輪劃片機按照設計間隔選用0.1mm-0.6mm厚度刀片將設計制作得到的拼板轉接板進行切割，形成切割單元。
7.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述對切割后的轉接板進行解膠分選，包括：對轉接板進行清洗后，放入UV解膠機中進行解膠，解膠時間30～50s，解膠后利用全自動晶粒分選機將轉接板單元進行分選，得到符合要求的新轉接板。
8.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，將新轉接板和芯片粘接或燒結在基板上，包括：將新轉接板使用并列或金字塔形堆疊方式，芯片使用金字塔形或懸臂式堆疊，利用環氧導電膠或焊料片將對應的芯片和轉接板粘接或燒結在基板對應的平面層區域位置上。
9.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，固化時的溫度為100℃-150℃，固化時間1.5-2.5小時。
10.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述設置鍵合機參數，包括引線數量及引線材料、引線弧高種類、引線鍵合方式、引線鍵合順序。
11.根據權利要求10所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述引線鍵合方式包括楔形焊或球型焊，引線鍵合順序為按低弧度引線至高弧度引線，短投影引線至長投影引線，按同一時鐘方向進行鍵合引線順序排布。
12.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，進行引線鍵合編程時，設置相鄰引線弧度間距設置應在100μm-300μm之間，兩點間鍵合引線投影距離最大不超過引線材料直徑的100倍。
13.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，進行產品封裝，封裝方式包括平行封焊、激光縫焊、熔封焊、儲能焊、灌封、塑封。
...【技術特征摘要】
1.一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板厚度為0.15mm-0.6mm；形狀包括矩形、方形、圓形、橢圓形、拇指型；制作材料采用硅或陶瓷或氮化鋁或氧化鋁或玻璃。
3.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板兩面金屬化鍍層選取為au、al、ni/pb/au，金屬化厚度設計為2μm-3μm。
4.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板上設置電路連接過孔，大小為0.1mm-0.2mm；所述電路連接過孔距轉接板邊緣距離為1mm-1.5mm。
5.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述轉接板制作過程為：以硅或陶瓷或氮化鋁或氧化鋁或玻璃作為基板材料，采用激光刻蝕或濕法腐蝕的方法打孔得到兩面通孔，在通孔轉接板基礎上采用二步金屬種子層方法，即首先進行等離子表面活化，然后通過磁控濺射鍍膜，實現表面金屬連續全覆蓋；然后進行真空濕法活化、利用化學鍍銅反應原理實現孔內側壁金屬種子層連續全覆蓋，同時實現表面與孔內側壁金屬種子層連續全覆蓋，通過脈沖電鍍填實最后完成轉接板兩面金屬化。
6.根據權利要求1所述的一種三維堆疊芯片多層引線鍵合封裝方法，其特征在于，所述對制作的轉接板進行切割，形成切割單元，包括：用uv膜/藍膜將轉接板粘接在6/8/12英寸崩環上，使用全自動砂輪劃片機按照設計間隔選用0.1mm-0.6mm厚度刀片將設計制作得到的拼板轉接板進行切割，形成切割單元。
7.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉國瑋，魏猛，田英，梅駿修，陳乙瑋，羅令，李娟，
申請(專利權)人：四川航天電子設備研究所，
類型：發明
國別省市：
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