电子3D打印芯片引线互连案例

引线键合工艺,又称为线键合工艺,是将集成电路芯片内部的电极与外部引线连接的一种技术。其主要目的是实现集成电路与外部电路的可靠连接,确保电子产品正常运行。芯片与载板围框的互连采用金丝键合、银丝键合、铜丝键合、铝丝键合等工艺,将芯片管脚与封装框架的管脚相连接。封装后的芯片再采用焊接的方式将封装壳体上的管脚与基板上焊盘进行焊接而形成连接。因此这种连接方式凸显的问题为金属丝键合在高频(>20GHz)场景下由于键合所形成的线路弯角会随着频率的增加而产生的寄生电感、寄生电容逐渐增大,进而产生寄生电阻将严重影响芯片在高频特性下的功能性。另外一方面这种键合方式在连接一些对温度和压力敏感的芯片时,通常会导致裸芯碎裂或者出现损伤等问题。此外封装后的芯片由于采用贴装焊接的方式,在面向针对温度敏感型基材时这种连接方式往往导致连接的可靠性变差。同时在面向超薄器件时,现有金丝键合这种方式很难降低管壳封装的厚度,难以满足这种超薄器件的应用。随着集成电路在向异质集成技术发展过程中,对于裸芯贴装后原位键合的需求日益凸显,有待寻求新的线路互联解决方案。



西安瑞特三维科技有限公司开发的单孔压电喷墨技术,结合高精度墨滴观测系统,验证了采用喷墨技术芯片管脚的引线互连方案的可行性。通过点胶工艺实现芯片在基膜上的固定,在芯片四周边缘打印树脂围坝实现芯片高度与基膜高度差的过渡。采用高精度视觉定位校准后打印引线实现芯片管脚与基膜线路的互连。通过采用近红外或者激光固化等方式实现打印线路的固化,实现电连通特性。通过打印引线互连方式可以进一步增加芯片应用场景的灵活度,如针对异型构件上芯片贴装后的原位互连,避免了焊接对于耐温性较差基材的影响,同时可以对其原位进行打印树脂材料进行封装。


图3打印芯片引线互连示例


图4薄膜基材上芯片引线互连演示说明

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