芯片封装中的四种键合方式及应用场景分析和芯片封装清洗介绍

芯片封装中的四种键合方式及应用场景分析

1. 引线键合（Wire Bonding）

• 技术原理：通过金属引线（金、铝或铜丝）连接芯片焊盘与基板焊盘，利用热压、超声波或热超声能量形成焊点。

• 工艺流程：包括金属丝成球、第一焊点键合、线弧成型、第二焊点键合及检测，需精确控制温度、压力等参数。

• 优缺点：

• 优势：工艺成熟、成本低、灵活性高，适合小批量或复杂电路。

• 局限：引线占用空间大，高频性能受限，互连密度低。

• 应用场景：传统封装（如QFP、BGA）、消费电子（家电、LED）、功率器件等对成本敏感的中低频场景。

2. 倒装芯片键合（Flip Chip）

• 技术原理：将芯片正面朝下，通过凸点（Bump）直接与基板连接，采用区域阵列式布局缩短信号路径。

• 工艺流程：凸点制备（UBM层+电镀）、芯片翻转对位、热压焊接、底部填充胶固化。

• 优缺点：

• 优势：高密度互连、低信号延迟、散热优异。

• 局限：工艺复杂（需精密对位）、热应力问题、返修困难。

• 应用场景：高性能计算（CPU/GPU）、移动设备（手机处理器）、高频通信芯片（5G射频模块）。

3. 载带自动键合（TAB，Tape Automated Bonding）

• 技术原理：利用柔性载带（聚酰亚胺+铜箔）作为引线载体，通过热压或热超声实现芯片与基板的批量键合。

• 工艺流程：载带光刻蚀刻、内引线键合、批量外引线键合、点胶封装。

• 优缺点：

• 优势：高密度、细间距、自动化程度高，适合大规模生产。

• 局限：前期投资大（需定制掩模）、热膨胀系数匹配要求高。

• 应用场景：液晶显示驱动（LCD面板）、高引脚数集成电路（如存储器）、汽车电子模块。

4. 混合键合（Hybrid Bonding）

• 技术原理：同步实现金属键合（Cu-Cu）和介质键合（氧化物-氧化物），用于三维集成封装中的晶圆/芯片直接互联。

• 工艺流程：表面活化处理、低温键合、退火强化结合强度。

• 优缺点：

• 优势：超高密度互连、低寄生效应，支持异质集成。

• 局限：工艺难度大（纳米级平整度要求）、设备成本高。

• 应用场景：3D NAND存储堆叠、AI芯片（如HBM内存）、先进传感器（MEMS+CMOS集成）。

技术对比与选型建议

芯片清洗剂选择：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

合明科技运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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