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倒裝機(jī)的那些事
2023-10-23 09:24
倒裝芯片封裝作為一種先進(jìn)的芯片互連技術(shù)，已經(jīng)成為高密度封裝和芯片互連的主要發(fā)展方向和趨勢(shì)。倒裝芯片正面朝下，芯片上的凸點(diǎn)(Bump)直接與基板上的焊盤(pán)(Pad)連接，互連線非常短，V0引出端分布在整個(gè)芯片表面，具有密度高、體積小、性能強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠滿足智能手機(jī)等電子產(chǎn)品的要求。
倒裝技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)堆疊芯片及三維封裝工藝。倒裝焊的優(yōu)點(diǎn)包括焊點(diǎn)牢固、信號(hào)的傳輸路徑短、L0密度高、可靠性高、封裝尺寸小等:其缺點(diǎn)在于成本高。倒裝芯片互連技術(shù)采用3種鍵合工藝，即對(duì)應(yīng)金凸點(diǎn)(Stud Bump)的熱超聲(Thermal Ulrasonic) 工藝，對(duì)應(yīng)錫凸點(diǎn)的回流燁(Mas Relow)工藝，以及對(duì)應(yīng)銅柱凸點(diǎn)的熱壓(Thermal Compression)工藝"。
(1)熱超產(chǎn)工藝:參照引線鍵合(Wire Bond)技術(shù)，熱超聲倒裝健合技術(shù)采用超聲引線鍵合的方式在芯片焊盤(pán)上植人金凸點(diǎn)，然后將芯片倒置裝貼在基板得盤(pán)上，在溫度和超聲鍵合力共同作用下，將倒裝芯片鍵合到基板好盤(pán)上。由于此技術(shù)應(yīng)用了成熟的引線鍵合技術(shù)，凸點(diǎn)的制作過(guò)程簡(jiǎn)單，而且可最容大部分傳統(tǒng)的設(shè)備和技術(shù)，所以適用于vo密度較低的芯片，如LED封裝、智能卡封裝和通信領(lǐng)域中的SAW Filer器件等。
(2)回流焊工藝:集成電路中倒裝芯片鍵合最主流的工藝是回流焊方式，也稱C4工藝( Contolle Collapse Chip Cnnection),如圖8-229所示。它是由IBM早期在發(fā)展芯片粘貼到陶瓷基座的技術(shù)時(shí)而開(kāi)發(fā)的?；亓骱腹に囀窍仍谛酒现谱麇a凸點(diǎn)，將倒裝芯片蘸取助焊劑(Flux) 后裝貼在基板上，然后通過(guò)回流爐實(shí)現(xiàn)焊接。
(3)熱壓工藝:熱壓倒裝芯片一般用于L/0密度更高的的銅柱凸點(diǎn)，在基板焊盤(pán)上涂敷各向異性的導(dǎo)電膠，通過(guò)加熱加壓的方式將芯片凸點(diǎn)鍵合到基板焊盤(pán)上。與圓形焊錫凸點(diǎn)相比，側(cè)面平整且高深寬比的制柱凸點(diǎn)及尺時(shí)更小的微銅柱凸點(diǎn)，更適合小問(wèn)距、大尺寸芯片和多V0個(gè)數(shù)(800個(gè)以上)的芯片。但目前的熱壓工藝成本高，裝片工藝也要求更高的精度。目前已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的銅柱凸點(diǎn)最小間距是40μm。采用熱壓倒裝焊技術(shù)最大障礙是芯片鍵合設(shè)備的精度，小間距銅柱凸點(diǎn)要求該設(shè)備的裝片精度達(dá)到:3μm以內(nèi)。
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