[其他]外引线带的自动焊接法无效

专利信息
申请号: 87106380 申请日: 1987-08-27
公开(公告)号: CN87106380A 公开(公告)日: 1988-06-08
发明(设计)人: 戴维·L·哈洛韦尔;约翰·W·索菲亚 申请(专利权)人: 数字设备公司
主分类号: H01L21/60 分类号: H01L21/60;H01L23/50
代理公司: 中国专利代理有限公司 代理人: 肖掬昌,肖春京
地址: 美国马*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 外引 线带 自动 焊接
【说明书】:

发明是关于将集成电路芯片焊接到衬底上的一种新方法,更详细地说,是关于将带的外引线和集成电路芯片部件焊接到衬底上的一种新方法。

封装是制造集成电路元件工艺中的一个工序。封装时,将制好的半导体芯片装进一个保护封装中。装配好的元件经过测试然后连接到专为其设计的电子电路上。封装配备有外部引线,使元件可藉这些引线连接到电子电路上。

封装过程中的一个难点在于芯片与封装外部引线的连接,必须小心谨慎确保芯片上各焊接点或连接点妥善连接到适当的外部引线上。如果不能全部正确无误地进行接线则会使元件误动作或不动作。

目前连接芯片与封装引线的方法是采用带的自动焊接法(TAB)。TAB法采用具有多个专用带段的聚酰亚胺薄膜带。各段包括界定着一中心小孔的薄膜座圈。座圈底下用腐蚀法形成多个导电指。各导电指具有一个延伸入中心小孔的内引线和超出座圈周边延伸的外引线。芯片安置在小孔上,使芯片上各焊接点与适当的内引线对齐。然后将焊接点焊接到内引线上。

接着将带与芯片引线组成的部件从带上切去,将其安置在封装衬底上,使各引线与连接到封装外部引线的适当的封装衬底引线对齐。外引线经与衬底引线的焊接就将芯片连接到适当的封装外引线上。

有关带的自动焊接工艺更详细的讨论见Sze在《超大规模集成电路技术》(1983年)第559~564页编写的文章和Dais,Erich和Jaffe在电气与电子工程师协会元器件、混合电路和制造技术会报(1980年12月)第623~633页写的“混合电路用的倒装的TAB”一文中,这两篇文章也包括在本说明书中以供参考。

带的自动焊接法是将半导体芯片连接到封装上的有效方法。各带段可在带上配置得使芯片可自动焊接到带上。通过对带进行适当的刻蚀就可使各芯片的导电指密集地封装在带段上。这是超大规模集成芯片制造工艺中一个极其重要的特点,其中每一个芯片上往往有100到300以上的焊接点。

但实践证明,要将密集封装好的带外引线与封装衬底各引线对齐并焊接起来是有困难的。这有三个原因:(1)引线中的卷曲力沿带的轴向与线两端轴线上的不同;(2)金属导电指和薄膜(其上金属导电指被腐蚀)的卷曲是不同的,这促使部件的各引线卷曲;最后,(3)当将热焊接片往下压在各外引线上时,各个外引线产生横向/纵向滑动。此卷曲和滑动动作使各个外引线在衬底焊接之前很难保证对齐。

外引线的卷曲和滑动还给引线焊接之前对带与芯片组装情况的检查带来困难。为避免外引线因卷曲而对不齐,需要将外部引线迅速焊接到衬底引线上。必须在以后的检查和再焊接工序中较正任何存在的错误,例如细微的不对齐情况等。

当每个部件中的外引线为10~100个,且各引线间距大于0.012英寸时,这些问题较易于纠正。但各超大规模集成部件的引线会多达100或以上。诸外引线系密集地封装在一起,即各引线之间的间距非常小。因此要将超大规模集成TAB部件的带外引线与封装衬底引线对齐并焊接起来极其困难。这历来是高效制造超大规横集成元件的主要障碍。

因此需要有一种将带与芯片组成的部件各导电指引线的外引线焊接到适当的衬底引线的新方法。新方法应在任何引线密度下都能使大量外引线端部与适当的衬底引线妥善对齐。新方法还应能防止外引线在压焊接到衬底引线之前卷曲。此外,新方法应便于对部件在其在衬底上对齐之后作为中间工序进行检查。这样就可以在将带引线焊接到衬底之前校正没有对齐的引线。新的焊接方法还应能在为将带外引线焊接到衬底引线而施加压焊工具时防止外引线滑动。

根据本发明,各带段外引线端部都配有薄膜外座圈。各带与芯片组成的部件都有一圈内引线、一内座圈、一圈外露的外引线和一外座圈,粘结到外引线端部的尖端。外座圈起防止外部引线端部在粘结到衬底之前卷曲的作用。

衬底是为部件而制备的,方法是先将粘稠性的热焊剂沉积物涂在封装衬底的焊接区上。衬底应加热得使焊剂仍具粘性。将带与芯片组成的部件安置在焊接区上,使其与焊剂沉积物接触,且使带外引线与适当的封装衬底引线对齐。其次冷却衬底使焊剂固化。固化的焊剂使带的外座圈与衬底结合在一起,并使带的外引线与衬底引线对齐。

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