随着相控阵体制雷达在海陆空各军用平台的普及应用，需要大量的多功能、高频段、高密度、小型化的T/R组件。一部雷达需要少则几百，多则上干个T/R组件。微电子组装封装技术不但直接影响电、热、光、机性能及其可靠性，还决定了整机系统的小型化、成本和可靠性。随着产品向高密度、高可靠性、大功率、低成本、长寿命发展的需要，倒逼微电子组装工艺不断向前发展。

   微组装技术目前主要可分成两大类，LTCC 基板制造技术和高密度组装与封装工艺技术。很多中小型企业都想在自己的产品上使用微组装技术，随着国内电子装备制造业的不断提高已经逐步突破国外垄断技术，建立自己的微组装生产线已不需要太高门槛，成本也随之降低。本文根据微组装技术中较好实现的关键技术，给岀了一种高密度组装与封装工艺技术方面的小型微组装生产线的建设方案。

微组装工艺

在高密度组装与封装工艺技术方面，标准的微组装工艺工序步骤如下：

微组装设备硅片/管芯探针测试一硅片贴膜一砂轮划片一管芯裂片一管芯传送一等离子清洗一管芯粘贴（贴片机）一固化处理一管芯剪切力测试一引线焊接一倒装焊一焊丝拉力测试和其它测试一返修一气密性封焊一高温烧结一被封焊管壳返修一最后测试一 打标记。

上述工序中有部分工序，如：硅片/管芯探针 测试、硅片贴膜、砂轮划片、管芯裂片是偏半导体 生产方面的工艺，对设备和生产环境要求较高，不便于实现。相对容易实现的方式是购买芯片厂的 裸芯片，结合自身产品的特点设计于之匹配的 PCB板进行键合、封装和焊接。通过直接使用裸芯片使得系统的尺寸及质量显著减小，大大节省了由于芯片封装而引入的体积，实现了更高的集成度。这是直接使用裸芯片封装与其他封装形式相比获得的更大优势。

在产品实际生产时，可分三步操作：第一步是 阻容感元器件的回流焊接，第二步是裸芯片的定 位固化和焊接。第三步是对裸芯片区域进行封盖保护。具体工艺流程如图1所示。

   裸芯片的操作放在第二步有两个原因，一是如果先焊好裸芯片再进行回流焊，裸芯片的电极点在经受二次热冲击时可能会部分融化；二是电阻、电容、电感元器件回流爆接。

   相当多的裸芯片在电气连接方面通常使用空气桥，高速互连技术叫即裸芯片顶部表面有一拱桥形 状极薄易碎的金属片，如果先将裸芯片焊接到 PCB板上，因封盖工序一般是放在最后，所以在后 续生产工序中，会大大增加因金属片被碰触而造成芯片失效的风险。

按以上所述工艺流程，需要注意以下问题：

(1) 小尺寸贴片电阻、电容、电感的贴装。要想将产品做得小型化微型化，电阻、电容、电感等元 器件也必须使用小封装，比如0402甚至0201封装。这种小尺寸的元器件，不方便用镶子进行夹 取，所以该工步建议使用全自动贴片机进行贴装。

(2) 将裸芯片贴到PCB板上并进行固定。要想把产品做得小型化微型化，使用的裸芯片外形尺寸不能大，目前市面上主流的裸芯片外形尺寸 一般:是 1 mm x 1 mm〜2 mm x 2 mm 这个范围* 这个尺寸非常小，贴装时用镶子夹取十分不易；而且由于裸芯片顶部表面有空气桥，镶子夹取稍有不慎则可能碰碎空气桥金属片，所以该工步建议 使用点胶贴片机完成。

裸芯片在PCB板上固定的常用方法是将芯片底部进行焊料焊接或者导电胶粘接。其中焊料焊接需采用加热的方式，在此过程中容易造成裸芯片受过热冲击而失效。而由于导电胶在芯片粘接中相比于Au/Sn焊料工艺操作更为简单，控制更为方便叫可操作性强，成为目前的主流工艺， 故建议采用导电胶粘胶工艺。该工艺存在一个需解决的问题，即要严格控制好在PCB板上施放的导电胶的量，如过多或过少都会影响裸芯片固定的可靠性。所以该工步建议使用点胶贴片机完成。

（3）烘烤固化导电胶。导电胶的固化温度一般为 150 °C，该工序可由普通的高温箱完成。 

（4） 金丝键合。金丝键合目前可分为球焊和楔焊（即压焊）。球焊主要应用于光电领域，楔焊主要 应用于微波领域。金丝键合的主要实现原理为热压超声波焊接。可按产品的实际情况，配置一台半自动化金丝键合机。

（5） 封盖。对焊接好的裸芯片必须加以保护，行业内通常的做法是封管或者用金属罩子进行保 护。在生产实践中，便于操作的做法是使用5mmx 5 mm的金属屏蔽罩，在PCB板上设计好焊接该金 属屏蔽罩用的预留焊盘,用手工焊接方式实现封盖。

微组装线关键设备

结合上述工艺分析，整个小型微组装生产线 需要配置的关键设备如回流焊炉、烘箱、半自动金丝键合机、半自动点胶贴片机等。

回流焊炉

考虑到环保要求，建议企业配置能生产无铅 工艺的回流焊炉。选择无铅回流焊炉需注意，通常 需要8个温区（加温区4个、回流区2个、冷却区2 个）同，最好是购买10温区或12温区的回流焊炉， 温区越多越便于设置回流焊接的温度曲线。同时建议回流焊炉配置有氮气系统，在焊接过程中充氮气 保护，可提高焊接品质，保证焊点的可靠性。

品牌方面，国产有科隆威、劲拓、日东，进口有 VITRONICS, BTU, Heller 等

金丝键合机

金丝键合质量的影响因素有劈刀、键合参数、 键合层镀金质量、金丝等时。

目前，国内市面上应用主流的的金丝键合机的主要生产厂商，国产的有宁波尚进自动化科技有限公司，进口的有美国的WESTBOND两家公司。图2为金丝键合机设备图片。

点胶贴片机

从点胶功能来看，有些点胶机既能实现单独的点胶功能，也能实现贴片功能，在点胶方面特别 需要注意控制一次岀胶量的精度。

从贴片功能来看，可选用手动/半自动设备即可，不需要选用全自动设备。目前市场上应用主流产品有中国众望品牌和美国的 WESTBOND

图3为点胶贴片机设备图片。

     鉴于军用、民用领域对微电子产品的现实需求，微电子组装技术继续向超高密度、三维堆叠、可表面安装、低成本、批量化等方向发展。这就需要相关技术人员不断提高工艺水平，探索新技术，尝试新材料，推动微电子组装技术不断向前发展。

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