載帶自動鍵合

載帶自動鍵合（英語：Tape-Automated Bonding，簡稱TAB）是一種將裸半導體芯片（如集成電路）安裝到柔性電路板上的封裝技術。該工藝通過將芯片連接到聚酰胺或聚酰亞胺（例如商標Kapton或UPILEX）膜載體上的細金屬導體上實現。帶有芯片的柔性電路板可直接安裝在系統或模塊電路板上，或封裝於器件中。其中芯片與載帶的初級連接稱為「內引線鍵合」（ILB），而與系統板或封裝之間的連接則稱為「外引線鍵合」（OLB）。一般情況下，TAB所用的柔性基材包含一至三層導電層，所有芯片的輸入輸出端子在鍵合過程中同時完成連接。^[1][2][3]TAB是實現柔性基板芯片封裝（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。

在35毫米寬的膠帶上實現硅IC載帶自動鍵合。上圖顯示IC正面為球頂（中間為黑色物體），下圖顯示同一組件的背面。

載帶自動鍵合載體圖及TAB組件各部分定義

工藝過程

TAB安裝是這樣進行的：芯片的鍵合點（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，這提供了將芯片連接到封裝或直接連接到外部電路的手段。凸塊或球可以位於芯片上或 TAB 帶上。符合 TAB 標準的金屬化系統包括：

在TAB工藝中，芯片的焊盤（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。金屬凸點可以位於芯片上，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（芯片） <-> 鍍金銅導體（載帶）：熱超聲鍵合（thermosonic bonding）
• 鋁焊盤 + 金塗層（芯片） <-> 金或錫凸點（載帶）：整批熱壓鍵合（gang bonding）
• 鋁焊盤 + 金凸點（芯片） <-> 金或錫塗層（載帶）：整批熱壓鍵合
• 鋁焊盤 + 錫鉛凸點（芯片） <-> 金、錫或錫鉛塗層（載帶）：整批熱壓鍵合

有時，芯片粘合的膠帶上已經包含了芯片的實際應用電路。 將薄膜移動到目標位置，並根據需要切割引線並連接芯片。 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芯片進行封裝（ 「包封」 ）。 ^[5]

在某些應用中，芯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。之後芯片可用環氧樹脂等材料進行封裝（稱為「球頂封裝」）。

組裝後的TAB膠帶示例。芯片可以位於磁帶中間以外的其他地方，在本例中位於磁帶的左側。球頂芯片為黑色，有一個缺失，其餘的沒有球頂。

TAB的優點是：

• TAB 在一次鍵合過程中可同時完成所有芯片 I/O 引腳的連接，這一點優於傳統打線接合方式；
• TAB 工藝高度自動化，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，如傳感器、醫療設備、航天電子、銀行卡、SIM卡、移動設備等；
• 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]
• 芯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，但隨着倒裝芯片技術和線鍵合的提升，TAB的速度優勢逐漸減弱。此外，引線鍵合速度的提高使得TAB更多用於特定場景，如液晶顯示器驅動芯片與顯示面板之間的連接、智能卡封裝等。^[9]

標準

TAB載帶通常採用聚酰亞胺材料，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

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芯片的普及使得 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。