倒装芯片键合技术

倒装芯片热电极键合工艺研究程明生，陈该青，蒋健乾（华东电子工程研究员，安徽合肥230031）引言电子产品朝着高复杂性、高密度和高速度以及便于携带的体积小、重量轻方面发展。

随之IC密度也在增加，在相同面积芯片上的I/O引脚数随之增多，因此使用倒装芯片技术优势明显。

钎焊仍然是倒装芯片组装的最基本技术。

采用焊膏模板漏印技术形成间距最小为200μm的焊料球。

使用倒装芯片技术，将带有焊料球的芯片贴装到基板上，再经过回流焊。

由于焊点越来越小，使得应力集中作一个很小的区域内。

为达到高的可靠性，必须对焊后的芯片进行底部填充。

最近几年，非流动性底部填充料已经应用到焊点填充工艺中。

间距小于200μm的焊球，在回流焊时易导致相邻焊点桥连。

为了防止桥连的发生，需研究一种新的凸点形成技术，以满足间距小至40μm的芯片组装要求。

本文将介绍浸渍焊料凸点制作技术和满足超细间距（间距为40μm）组装要求的热电极键合工艺。

文中研究了钎焊间距小至40μm的电镀AuSn焊料凸点热循环试验后的可靠性问题。

并与PbSn焊料凸点焊接后的热循环试验的可靠性进行了比较。

论述了两种不同焊料在不同应用领域的优缺点。

这项工作分为两部分：（1）浸渍PbSn 焊料凸点的形成以及其在柔性基板上的键合技术和间距为100μm的凸点的组装可靠性；（2）间距小至40μm的电镀AuSn焊料凸点的形成技术以及其在柔性基板上的键合技术和组装可靠性。

2 工艺技术2.1 凸点制作焊膏模块漏印技术在倒装焊上有很好的用途。

由于焊膏种类及模板尺寸的限制，焊膏模板漏印技术只能应用到焊点间不小于200μm的情况，在实验室条件下可达80μm。

对于间距小于40μm的超细间距凸点，浸渍焊料凸点制作法比电镀凸点成本低。

类似于模板印刷技术，化学的镀Ni/Au制作金属化凸点，然后将圆片浸入液态焊料（如图1所示）。

金属化Ni被润湿，在Ni上形成一个小的焊料凸点。

在焊料槽上面放置一种惰性有机液体，来预防焊料氧化和增加润湿性，其残留物在焊后得以去除。

倒装芯片键合技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个倒装芯片键合技术呀！这玩意儿可神奇了，就像是给电子世界搭起了一座特别的桥梁。

你想想看，那些小小的芯片，就好像是一个个小精灵，它们有着巨大的能量和潜力。

而倒装芯片键合技术呢，就是让这些小精灵能够稳稳地待在它们该在的地方，发挥出它们的本领。

它就像是一个超级厉害的魔术师，能把芯片和基板紧紧地连在一起，让它们亲密无间地合作。

这可不是随随便便就能做到的呀！这需要非常精细的操作和高超的技艺。

比如说吧，就好像我们盖房子，得把每一块砖都放得稳稳当当的，这样房子才不会摇摇晃晃。

倒装芯片键合技术也是这样，要把芯片准确无误地键合到基板上，稍有偏差都不行呢！这可真是个技术活啊！
而且啊，这个技术还在不断发展和进步呢！就像我们人一样，要不断学习和成长。

它变得越来越厉害，能让我们的电子设备越来越小巧、越来越强大。

你再想想，要是没有这个倒装芯片键合技术，我们的手机能这么智能吗？我们的电脑能这么快速吗？那肯定不行呀！它就像是背后的无名英雄，默默地为我们的科技生活贡献着力量。

你说，这倒装芯片键合技术是不是很了不起？它让那些小小的芯片发挥出了大大的作用，让我们的生活变得更加丰富多彩。

我们真应该好好感谢这个神奇的技术呀！它就像是给我们的科技世界注入了一股强大的动力，推动着我们不断向前。

所以呀，可别小瞧了它哟！这就是倒装芯片键合技术，一个充满魅力和神奇的技术！。

倒装芯片键合技术发展现状与展望下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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倒装键合工艺分类倒装键合工艺是一种用于将芯片与基板连接的常用技术，其分类如下所述。

●芯片准备在倒装键合工艺中，芯片是连接基板的关键元件。

为了确保键合过程的顺利进行，需要对芯片进行以下准备：●芯片清洗：去除芯片表面的杂质和污染物，以确保键合过程中的连接质量。

●芯片定位：通过使用定位标记或对准标记，将芯片放置在基板上正确的位置。

基板准备基板是芯片连接的载体，因此需要对基板进行以下准备：●基板清洗：去除基板表面的杂质和污染物，以确保芯片能够牢固地连接在基板上。

●基板上锡：在基板的连接点上涂覆助焊剂，以促进芯片与基板的连接。

倒装键合设备倒装键合设备是用于执行倒装键合工艺的关键设备，其分类如下：●热压倒装键合设备：通过加热和加压的方式，将芯片与基板紧密连接在一起。

●超声倒装键合设备：通过超声波振动能量，将芯片与基板连接在一起。

键合参数设置在倒装键合过程中，需要根据工艺要求设置以下参数：●温度：加热温度是影响倒装键合质量的重要因素。

●压力：加压力度会直接影响芯片与基板的连接牢固程度。

●时间：加热时间会影响芯片与基板的热扩散程度，从而影响连接质量。

键合质量检测为了确保倒装键合的质量，需要进行以下检测：●光学检测：通过使用显微镜等光学仪器观察芯片与基板的连接情况，以判断是否存在连接不良等问题。

●电学检测：通过测试芯片与基板之间的电气性能，以判断连接是否良好。

例如，测试连接点的电阻、电容、电感等参数。

●可靠性测试：通过模拟实际工作环境中的温度、湿度、压力等条件，对连接进行可靠性测试，以确保连接能够满足产品要求。

例如，进行高温存储测试、低温存储测试、温度循环测试等。

（Flip-Chip）倒装焊芯片原理Flip Chip既是一种芯片互连技术，又是一种理想的芯片粘接技术．早在30年前IBM公司已研发使用了这项技术。

但直到近几年来，Flip-Chip已成为高端器件及高密度封装领域中经常采用的封装形式。

今天，Flip-Chip封装技术的应用范围日益广泛，封装形式更趋多样化，对Flip-Chip封装技术的要求也随之提高。

同时，Flip-Chip也向制造者提出了一系列新的严峻挑战，为这项复杂的技术提供封装，组装及测试的可靠支持。

以往的一级封闭技术都是将芯片的有源区面朝上，背对基板和贴后键合，如引线健合和载带自动健全（ＴＡＢ）。

ＦＣ则将芯片有源区面对基板，通过芯片上呈阵列排列的焊料凸点实现芯片与衬底的互连．硅片直接以倒扣方式安装到ＰＣＢ从硅片向四周引出Ｉ／Ｏ，互联的长度大大缩短，减小了ＲＣ延迟，有效地提高了电性能．显然，这种芯片互连方式能提供更高的Ｉ／Ｏ密度．倒装占有面积几乎与芯片大小一致．在所有表面安装技术中，倒装芯片可以达到最小、最薄的封装。

Flip chip又称倒装片，是在I/O pad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转佳热利用熔融的锡铅球与陶瓷机板相结合此技术替换常规打线接合，逐渐成为未来的封装主流，当前主要应用于高时脉的CPU、GPU(GraphicProcessor Unit)及Chipset 等产品为主。

与COB相比，该封装形式的芯片结构和I/O端（锡球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整个芯片表面，故在封装密度和处理速度上Flip chip已达到顶峰，特别是它可以采用类似SMT技术的手段来加工，因此是芯片封装技术及高密度安装的最终方向。

倒装片连接有三种主要类型Ｃ４(Controlled Collapse Chip Connection)、ＤＣＡ(Direct chip attach)和ＦＣＡＡ(Flip Chip Adhesive Attachement)。

Ｃ４是类似超细间距ＢＧＡ的一种形式与硅片连接的焊球阵列一般的间距为0.23、0.254mm。