倒装芯片键合技术ppt

第三章元器件的互连封装技术FC工艺方案底部填充工艺相关问题分析第三节倒装芯片技术五、不同的倒装芯片焊接方式*凸点与基板焊接式连接：*高温焊料凸点+低温焊料（再流倒装焊）*焊料凸点（再流倒装焊）*金凸点（热压、热声键合）*凸点与基板接触式连接：*金或金镍凸点（各项同性导电胶互连）*金或金镍凸点（各项异性导电胶互连）*金或金镍凸点（非导电胶互连）不同的倒装芯片连接方法1.焊料连接2.热压连接3.热超声连接4.再流焊5.导电胶连接倒装焊互连基板的金属焊区要求：焊区与芯片凸点金属具有良好的浸润性；基板焊区：Ag/Pd、Au、Cu(厚膜）Au、Ni、Cu（薄膜）5.1 FC工艺－焊料连接焊料沉积在基板焊盘上：对于细间距连接，焊料可以通过电镀、溅射或者固体焊料等沉积方法。

很粘的焊剂可通过直接涂覆到基板上或者用芯片凸点浸入的方法来保证粘附。

对于加大的间距（>0.4 mm ），可用模板印刷焊膏。

5.1 FC工艺－焊料连接回流焊接：芯片凸点放置于沉积了焊膏或者焊剂的焊盘上，整个基板浸入回流炉。

清洗：焊剂残留。

测试：由于固化后不能维修，所以在填充前要进行测试。

底部填充：通过挤压将低粘度的环氧类物质填充到芯片底部，然后加热固化。

步骤示意图5.1 FC工艺－焊料连接5.2 FC工艺－热压焊接在热压连接工艺中，芯片的凸点是通过加热、加压的方法连接到基板的焊盘上。

该工艺要求芯片或者基板上的凸点为金凸点，同时还要有一个可与凸点连接的表面，如金或铝。

对于金凸点，一般连接温度在300 ℃ 左右，这样才能使材料充分软化，同时促进连接过程中的扩散作用。

热压和热声倒装芯片连接原理示意图5.2 FC工艺－热压与热声焊接使用倒装焊机完成对硬凸点的芯片连接，压焊头可加热并带有超声，同时承片台也需要加热，所加温度、压力和时间与凸点的金属材料、凸点尺寸有关。

硬凸点：Au、Ni/Au、Cu、Cu/Pb-Sn凸点5.3 FC工艺－热超声连接热声倒装芯片连接是将超声波应用在热压连接中，这样可以使得焊接过程更加快速。

摘要：倒装芯片在产品成本，性能及满足高密度封装等方面体现出优势，它的应用也渐渐成为主流。

由于倒装芯片的尺寸小，要保证高精度高产量高重复性，这给我们传统的设备及工艺带来了挑战。

器件的小型化高密度封装形式越来越多，如多模块封装（MCM ）、系统封装（SiP ）、倒装芯片（FC ，Flip-Chip ）等应用得越来越多。

这些技术的出现更加模糊了一级封装与二级装配之间的界线。

毋庸置疑，随着小型化高密度封装的出现，对高速与高精度装配的要求变得更加关键，相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。

由于倒装芯片比BGA 或CSP 具有更小的外形尺寸、更小的球径和球间距、它对植球工艺、基板技术、材料的兼容性、制造工艺，以及检查设备和方法提出了前所未有的挑战。

倒装芯片的发展历史倒装芯片的定义什么器件被称为倒装芯片？一般来说，这类器件具备以下特点：1. 基材是硅；2. 电气面及焊凸在器件下表面；3. 球间距一般为4-14mil 、球径为2.5-8mil 、外形尺寸为1 -27mm ；4. 组装在基板上后需要做底部填充。

其实，倒装芯片之所以被称为“倒装”，是相对于传统的金属线键合连接方式（Wire Bonding）与植球后的工艺而言的。

传统的通过金属线键合与基板连接的芯片电气面朝上（图1），而倒装芯片的电气面朝下（图2），相当于将前者翻转过来，故称其为“倒装芯片”。

在圆片（Wafer）上芯片植完球后（图3），需要将其翻转，送入贴片机，便于贴装，也由于这一翻转过程，而被称为“倒装芯片”。

图1图2图3倒装芯片的历史及其应用倒装芯片在1964年开始出现，1969年由IBM发明了倒装芯片的C4工艺（Controlled Collap se Chip Connection，可控坍塌芯片联接）。

过去只是比较少量的特殊应用，近几年倒装芯片已经成为高性能封装的互连方法，它的应用得到比较广泛快速的发展。

目前倒装芯片主要应用在Wi- Fi、SiP、M CM、图像传感器、微处理器、硬盘驱动器、医用传感器，以及RFID等方面（图5）。

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。

倒装键合的工艺步骤倒装键合啊，这可是个很有意思的工艺呢！咱就来好好聊聊它的那些个步骤。

首先呢，得准备好要键合的芯片和基板。

这就好比要去搭积木，得先把积木块都找齐了不是。

芯片就像是那最特别的一块，而基板就是它要落脚的地方。

然后呢，就是在芯片上制作凸点。

这些凸点就像是小爪子一样，要牢牢抓住基板呢。

想象一下，这凸点就像是小钩子，要稳稳地钩住才行。

接下来，把带有凸点的芯片翻转过来，让凸点朝下，这可不就是倒装嘛。

这时候就好像是让小爪子朝下，准备去抓住目标啦。

再之后呢，就是把倒装的芯片精确地放置到基板上对应的位置。

这可得小心翼翼的，不能有一点儿偏差呀，不然这小爪子可就抓歪了。

到了关键的一步啦，加热！就像是给它们来个温暖的拥抱，让芯片和基板之间的连接更加紧密。

这一加热呀，那些凸点就像是被施了魔法一样，和基板紧紧地融合在一起啦。

哎呀，你说这倒装键合是不是很神奇呀！就这么一步步地，芯片和基板就完美地结合在一起啦。

这就好像是一场奇妙的舞蹈，每个步骤都不能出错，大家配合得那叫一个默契。

你想想看，要是哪一步没做好，那不就像是跳舞的时候踩错了步子，整个节奏都乱啦。

所以啊，每个环节都得认真对待，不能有丝毫马虎。

而且哦，这倒装键合的工艺要求可是很高的呢。

一点点的瑕疵都可能会影响到最终的效果。

就像盖房子，根基没打好，那房子能牢固吗？在这个过程中，那些技术人员就像是魔法师一样，用他们的双手和智慧创造出这神奇的连接。

他们得时刻保持专注，稍有不慎可能就前功尽弃啦。

总之啊，倒装键合这工艺，真的是充满了奥秘和挑战。

只有把每个步骤都做到极致，才能让芯片和基板完美结合，发挥出它们最大的作用呀！你说是不是很厉害呢？。