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倒装机的那些事


2023-10-23 09:24

倒装芯片封装作为一种先进的芯片互连技术,已经成为高密度封装和芯片互连的主要发展方向和趋势。倒装芯片正面朝下,芯片上的凸点(Bump)直接与基板上的焊盘(Pad)连接,互连线非常短,V0引出端分布在整个芯片表面,具有密度高、体积小、性能强的特点,能够满足智能手机等电子产品的要求。

 

倒装技术还能够实现堆叠芯片及三维封装工艺。倒装焊的优点包括焊点牢固、信号的传输路径短、L0密度高、可靠性高、封装尺寸小等:其缺点在于成本高。倒装芯片互连技术采用3种键合工艺,即对应金凸点(Stud Bump)的热超声(Thermal Ulrasonic) 工艺,对应锡凸点的回流烨(Mas Relow)工艺,以及对应铜柱凸点的热压(Thermal Compression)工艺"。

 

(1)热超产工艺:参照引线键合(Wire Bond)技术,热超声倒装健合技术采用超声引线键合的方式在芯片焊盘上植人金凸点,然后将芯片倒置装贴在基板得盘上,在温度和超声键合力共同作用下,将倒装芯片键合到基板好盘上。由于此技术应用了成熟的引线键合技术,凸点的制作过程简单,而且可最容大部分传统的设备和技术,所以适用于vo密度较低的芯片,如LED封装、智能卡封装和通信领域中的SAW Filer器件等。

 

(2)回流焊工艺:集成电路中倒装芯片键合最主流的工艺是回流焊方式,也称C4工艺( Contolle Collapse Chip Cnnection),如图8-229所示。它是由IBM早期在发展芯片粘贴到陶瓷基座的技术时而开发的。回流焊工艺是先在芯片上制作锡凸点,将倒装芯片蘸取助焊剂(Flux) 后装贴在基板上,然后通过回流炉实现焊接。

 

(3)热压工艺:热压倒装芯片一般用于L/0密度更高的的铜柱凸点,在基板焊盘上涂敷各向异性的导电胶,通过加热加压的方式将芯片凸点键合到基板焊盘上。与圆形焊锡凸点相比,侧面平整且高深宽比的制柱凸点及尺时更小的微铜柱凸点,更适合小问距、大尺寸芯片和多V0个数(800个以上)的芯片。但目前的热压工艺成本高,装片工艺也要求更高的精度。目前已实现批量生产的铜柱凸点最小间距是40μm。采用热压倒装焊技术最大障碍是芯片键合设备的精度,小间距铜柱凸点要求该设备的装片精度达到:3μm以内。

 

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