載帶自動鍵合
載帶自動鍵合（英語：Tape-Automated Bonding，簡稱TAB）是一種將裸半導體晶片（如積體電路）安裝到柔性電路板上的封裝技術。該製程通過將晶片連接到聚醯胺或聚醯亞胺（例如商標Kapton或UPILEX）膜載體上的細金屬導體上實現。帶有晶片的柔性電路板可直接安裝在系統或模塊電路板上，或封裝於元件中。其中晶片與載帶的初級連接稱為「內打線接合」（ILB），而與系統板或封裝之間的連接則稱為「外打線接合」（OLB）。一般情況下，TAB所用的柔性基材包含一至三層導電層，所有晶片的輸入輸出端子在鍵合過程中同時完成連接。[1][2][3]TAB是實現柔性基板晶片封裝（Chip-on-Flex, COF）的一種關鍵方法，也是電子製造中最早的卷對卷處理處理技術之一。
_on_the_35mm_tape._Upper_picture_shows_IC_front_side_as_glob_topped_and_lower_picture_backside_of_the_IC.png)
製程過程
[編輯]TAB安裝是這樣進行的：晶片的鍵合點（通常採用金、焊料或各向異性導電材料製成的凸點或球的形式）連接到膠帶上的細導體，這提供了將晶片連接到封裝或直接連接到外部電路的手段。凸塊或球可以位於晶片上或 TAB 帶上。符合 TAB 標準的金屬化系統包括：
在TAB製程中，晶片的焊盤（通常為金屬凸點或球狀結構）通過鍵合與載帶上的精細導線連接。金屬凸點可以位於晶片上，也可以在載帶上。以下為常見的TAB兼容金屬化系統：[4]
- 鋁焊盤（晶片） <-> 鍍金銅導體（載帶）：熱超聲鍵合（thermosonic bonding）
- 鋁焊盤 + 金塗層（晶片） <-> 金或錫凸點（載帶）：整批熱壓鍵合（gang bonding）
- 鋁焊盤 + 金凸點（晶片） <-> 金或錫塗層（載帶）：整批熱壓鍵合
- 鋁焊盤 + 錫鉛凸點（晶片） <-> 金、錫或錫鉛塗層（載帶）：整批熱壓鍵合
有時，晶片粘合的膠帶上已經包含了晶片的實際應用電路。 將薄膜移動到目標位置，並根據需要切割引線並連接晶片。 TAB 連接技術有多種：（藉助壓力，有時也稱為組合鍵合）、熱超聲鍵合等。之後，可以用環氧樹脂或類似材料對裸晶片進行封裝（ 「包封」 ）。 [5]
在某些應用中，晶片直接安裝於已包含其功能電路的載帶上。[6]整個載帶被定位到目標位置後，引腳被剪切並完成連接。常見的鍵合方式包括熱壓鍵合（thermocompression bonding）、熱超聲鍵合（thermosonic bonding）等。之後晶片可用環氧樹脂等材料進行封裝（稱為「球頂封裝」）。
TAB的優點是：
- TAB 在一次鍵合過程中可同時完成所有晶片 I/O 引腳的連接，這一點優於傳統打線接合方式；
- TAB 製程高度自動化，可實現高速批量生產，廣泛用於高產量電子產品；
- 封裝輕薄，所需封裝區域小，適用於對尺寸和重量敏感的應用場景，如感測器、醫療設備、航天電子、銀行卡、SIM卡、行動裝置等；
- 在某些應用中，無需額外封裝，可替代傳統金屬引線框架；
TAB的挑戰在於：
- 製造過程中需要專用設備；[7]
- 晶片或載帶端需具備凸點結構，且金屬材料需兼容，以確保連接的可靠性；[8]
- TAB和覆晶技術都能實現所有I/O的同步連接，但隨著倒裝晶片技術和線鍵合的提升，TAB的速度優勢逐漸減弱。此外，打線接合速度的提高使得TAB更多用於特定場景，如液晶顯示器驅動晶片與顯示面板之間的連接、智慧卡封裝等。[9]
標準
[編輯]TAB載帶通常採用聚醯亞胺材料，其常見寬度為35毫米、45毫米和70毫米，厚度在50-100微米之間。由於載帶採用捲軸形式，電路的長度以「齒距」（sprocket pitch）為單位，每個齒距約為4.75毫米。例如，16齒距長度約為76毫米。
歷史和背景
[編輯]TAB技術最早由Frances Hugle於1969年申請專利（當時尚未命名為TAB），1971年由Gerard Dehaine在Honeywell Bull首次提出TAB概念。[10]最初，TAB被開發為打線接合的替代方案，廣泛應用於電子製造行業。[11]儘管線鍵合速度提升及倒裝晶片的普及使得 TAB 應用範圍有所收縮，但其仍在顯示驅動器等特定領域占據一席之地。
參考
[編輯]- ^ Lecture: Interconnection in IC assembly (PDF).
- ^ Greig, W. J. Integrated Circuit Packaging, Assembly and Interconnections. Springer. 2007: 129–142. ISBN 978-0-387-28153-7.
- ^ Lau, J. H. Handbook of Tape Automated Bonding 645 p.. Springer. 1982. ISBN 978-0442004279.
- ^ [0,{%22name%22:%22XYZ%22},-123,797,1 Roadmaps of Packaging Technology, Integrated circuit Engineering, Chapter 9 (editors D. Potter and L. Peters), Chip bonding at the first level, 9-1...9–38] (PDF).
- ^ Tape-Automated Bonding. Centre for High Performance Integrated Technologies and Systems (CHIPTEC). March 1997.
- ^ TAB at Silicon Far East on-line.
- ^ Lai, J.K.L.; et., al. Effects of bond temperature and pressure on microstructures of tape automated bonding (TAB) inner lead bonds (ILB) with thin tape metallization. 1995: 819–826. ISBN 0-7803-2736-5. doi:10.1109/ECTC.1995.517782.
- ^ Yan-Xiang, K.; Ling, L. Tape bump forming and bonding in BTAB 2. 1990: 943–947. doi:10.1109/ECTC.1990.122302.
- ^ Kurzweil, K.; Dehaine, G. Density Upgrade in Tape Automated Bonding. Electrocomponent Science and Technology. 1982, 10: 51–55.
- ^ Tape Automated Bonding (PDF).
- ^ Tape Automated Bonding (TAB). Advantest Europe Customer Newsletter. Advantest GmbH.