倒装芯片(FC,Flip-Chip)装配技术
FC装配技术
![FC装配技术](https://img.taocdn.com/s3/m/df6ffc3ba8114431b90dd880.png)
• •
• • • • •
对贴装精度及稳定性的要求 对于球间距小到0.1mm的器件,需要怎样的贴装精度才能达到较高的良率? 基板的翘曲变形,阻焊膜窗口的尺寸和位置偏差,以及机器的精度等,都会 影响到最终的贴装精度。关于基板设计和制造的情况对于贴装的影响,我们 在此不作讨论,这芯片装配工艺对贴装设备的要求里我们只是来讨论机器的 贴装精度。为了回答上面的问题,我们来建立一个简单的假设模型: 1.假设倒装芯片的焊凸为球形,基板上对应的焊盘为圆形,且具有相同的直 径; 2.假设无基板翘曲变形及制造缺陷方面的影响; 3.不考虑Theta和冲击的影响; 4.在回流焊接过程中,器件具有自对中性,焊球与润湿面50%的接触在焊接 过程中可以被“拉正” 那么,基于以上的假设,直径μ的焊25m球如果其对应的圆形焊盘的直径为 50μm时,左右位置偏差(X轴)或 前后位置偏差(Y轴)在焊盘尺寸的50%, 焊球都始终在焊盘上(图9)。对于焊球直径为25μm的倒装芯片,工艺能力 Cpk要达到1.33的话,要求机器的最小精度必须达到12μm@3sigma。
• •
•
•
倒装芯片的装配工艺流程介绍 相对于其它的IC器件,如BGA、CSP等,倒装芯片装配工艺有其特殊性,该 工艺引入了助焊剂工艺和底部填充工艺。因为助焊剂残留物(对可靠性的影 响)及桥连的危险,将倒装芯片贴装于锡膏上不是一种可采用的装配方法。 业内推出了无需清洁的助焊剂,芯片浸蘸助焊剂工艺成为广泛使用的助焊技 术。目前主要的替代方法是使用免洗助焊剂,将器件浸蘸在助焊剂薄膜里让 器件焊球蘸取一定量的助焊剂,再将器件贴装在基板上,然后回流焊接;或 者将助焊剂预先施加在基板上,再贴装器件与回流焊接。助焊剂在回流之前 起到固定器件的作用,回流过程中起到润湿焊接表面增强可焊性的作用。 倒装芯片焊接完成后,需谄骷撞亢突逯涮畛湟恢纸海ㄒ话阄费跏 黪ゲ牧希5撞刻畛浞治凇懊噶鞫怼钡牧鞫院头橇鞫裕∟ofollow)底部填充。 上述倒装芯片组装工艺是针对C4器件(器件焊凸材料为SnPb、SnAg、SnCu 或SnAgCu)而言。另外一种工艺是利用各向异性导电胶(ACF)来装配倒 装芯片。预先在基板上施加异性导电胶,贴片头用较高压力将器件贴装在基 板上,同时对器件加热,使导电胶固化。该工艺要求贴片机具有非常高的精 度,同时贴片头具有大压力及加热功能。 对于非C4器件(其焊凸材料为Au 或其它)的装配,趋向采用此工艺。这里,我们主要讨论C4工艺,下表列出 的是倒装芯片植球(Bumping)和在基板上连接的几种方式。
fc封装技术简介
![fc封装技术简介](https://img.taocdn.com/s3/m/1a8223440640be1e650e52ea551810a6f524c898.png)
FC封装技术简介1.FC封装技术概述FC封装技术,即Flip Chip封装技术,是一种直接将芯片与电路板进行连接的封装形式。
在FC封装中,芯片与电路板之间的连接通过微凸点(micro-bumps)实现,这些微凸点通常由焊料、金、锡等材料制成。
与传统的引线键合技术相比,FC封装技术具有更高的连接密度和更短的连接路径,从而能够提供更好的电气性能和可靠性。
此外,FC封装技术的体积小、重量轻等特点,使其在各种电子设备中得到了广泛的应用。
2.FC封装技术的基本构成FC封装技术主要由芯片、电路板、微凸点三个部分组成。
芯片是封装的主要部分,其上集成了各种电子器件。
电路板是芯片的载体,通常由有机材料制成,如聚酰亚胺等。
微凸点则是连接芯片与电路板的桥梁,通过热压或超声波焊接等方法将芯片与电路板连接在一起。
3.FC封装技术的优点FC封装技术具有以下优点:(1)高连接密度:由于微凸点的尺寸很小,可以实现高连接密度,从而减小芯片的尺寸和体积。
(2)高可靠性:由于连接点被均匀地分布在芯片表面上,因此可靠性更高。
(3)低功耗:由于连接点的数量少,热阻降低,散热性能更好,因此功耗更低。
(4)高速传输:由于连接路径短,信号传输速度更快。
4.FC封装技术的制造流程FC封装的制造流程包括以下几个步骤:(1)芯片准备:清洗芯片表面,去除氧化物和杂质。
(2)微凸点制作:在芯片表面涂覆一层金属材料,然后通过光刻和刻蚀等工艺形成微凸点。
(3)电路板准备:清洗电路板表面,去除杂质和氧化物。
(4)芯片贴装:将芯片有微凸点的一面朝下放置在电路板上,并通过热压或超声波焊接等方法将微凸点与电路板上的导电层连接在一起。
(5)塑封:用环氧树脂等塑封材料将芯片和电路板包裹起来,以保护它们不受外界环境的影响。
(6)测试和分选:对封装好的芯片进行测试和分选,确保其性能符合要求。
5.FC封装技术的应用领域FC封装技术广泛应用于各种领域,如通信、计算机、汽车电子、医疗器械等。
flip chip工艺技术
![flip chip工艺技术](https://img.taocdn.com/s3/m/6524a95554270722192e453610661ed9ad515532.png)
flip chip工艺技术Flip chip工艺技术是一种电子封装技术,它将芯片直接倒装在基板上,通过金线、焊球或者导电胶等连接芯片和基板之间的引脚,以实现电信号的传输。
相比传统的片上线缆(wire bonding)技术,flip chip工艺具有许多优势,如更高的可靠性、更小的封装尺寸和更高的电路性能等。
Flip chip工艺技术最早出现在1961年,当时IBM公司发明了一种在芯片表面覆盖一层金球,并将其倒装在基板上的方法。
经过多年的发展,flip chip工艺技术已经成为现代电子封装领域中的一个重要技术。
首先,flip chip工艺技术可以在同一面芯片上实现更多的输入输出(I/O)引脚,从而提高了芯片的连接密度。
对于高性能芯片来说,这项技术尤为重要。
根据需要,芯片制造商可以在芯片上布置成百上千个引脚,实现更高级别的功能和更复杂的电路设计。
其次,flip chip工艺技术可以显著减小芯片封装的尺寸。
由于芯片是倒装在基板上的,消除了传统封装技术中的芯片焊线和封装间隙,使得整个封装尺寸更小。
作为结果,这种封装技术对于紧凑型电子设备的制造非常有吸引力,例如智能手机、平板电脑和可穿戴设备等。
另外,flip chip工艺技术还具有更高的可靠性。
由于芯片和基板之间的连接是直接的,没有中间电线或导线,所以连接更加牢固。
此外,由于距离更短,电信号传输速度更快,噪声也更小,因此电路性能更稳定。
然而,flip chip工艺技术也存在一些挑战。
首先,由于芯片倒装在基板上,制造过程需要更加精确和复杂的操作。
其次,倒装引脚之间的热量分布不均匀可能会导致芯片热量过量和不均匀,从而影响芯片的性能和寿命。
此外,由于芯片和基板的直接接触,其之间必须要有一层合适的介质材料来调整它们之间的电学和热学性能。
这样的介质材料需要具备良好的导热性、电性能和耐久性。
总结来说,flip chip工艺技术是一种先进的电子封装技术,具有更高的可靠性、更小的封装尺寸和更高的电路性能等优势。
倒装芯片技术
![倒装芯片技术](https://img.taocdn.com/s3/m/97235b0325c52cc58bd6becc.png)
4. Amelco——Au凸点 5. 目前全世界的倒装芯片消耗量超过年60万片,且以约50%的
速度增长,3%的圆片用于倒装芯片凸点。几年后可望超过
20%。
7
2019/11/17
Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@
华中科技大学材料学院连接与电子封装中心
华中科技大学材料学院连接与电子封装中心
底部填充与否
有各种不同的倒装芯片互连工艺,但是其结构基本特点 都是芯片面朝下,而连接则使用金属凸点。而最终差别就是使 用底部填充与否。
21
2019/11/17
Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@
华中科技大学材料学院连接与电子封装中心
Gold wire
华中科技大学材料学院连接与电子封装中心
钉头金凸点制作
Gold ball
Ball bonding
Wire breaking
Gold stud bump
Coining (level)
Gold stud
34
2019/11/17
Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@
不同的倒装芯片连接方法
1. 焊料焊接 2. 热压焊接 3. 热声焊接 4. 粘胶连接
22
2019/11/17
Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@
华中科技大学材料学院连接与电子封装中心
Coffin-Manson 低周疲劳模型
23
2019/11/17
华中科技大学材料学院连接与电子封装中心
优点-01
小尺寸: 小的IC引脚图形 (只有扁平封装的5%)减小了高 度和重量。 功能增强: 使用倒装芯片能增加I/O 的数量。I/O 不像导线 键合中出于四周而收到数量的限制。面阵列使得在更小的空 间里进行更多信号、功率以及电源等地互连。一般的倒装芯 片焊盘可达400个。
倒装封装(FC)方案(一)
![倒装封装(FC)方案(一)](https://img.taocdn.com/s3/m/3164ef8fdb38376baf1ffc4ffe4733687e21fc16.png)
倒装封装(FC)方案背景与目标随着中国半导体产业的快速发展,传统封装技术已无法满足市场对高性能、高可靠性产品的需求。
倒装封装(FC)技术作为第三代封装技术,具有高密度、高性能、低成本等优势,成为产业结构改革的重要方向。
本方案旨在推广倒装封装技术在中国的应用,促进半导体产业的发展。
工作原理倒装封装(FC)技术是一种基于芯片底部连接的封装方法。
通过在芯片底部制作凸点,实现与基板的连接。
该技术可实现更高的I/O密度、更短的连接距离和更好的电性能。
此外,FC技术还具有高可靠性和低成本的优点。
实施计划步骤1.技术研究与开发(R&D): 首先,进行必要的技术研究与开发,包括凸点制作、芯片与基板连接技术、底部填充材料等关键技术。
2.设备采购与调试: 根据技术要求,采购相应的生产设备,并进行调试与验证,确保设备的稳定性和可靠性。
3.小批量试产: 在技术验证通过后,进行小批量试产,进一步验证生产流程和产品性能。
4.大规模量产: 在小批量试产成功后,进行大规模量产,以满足市场需求。
5.持续改进与优化: 根据市场反馈和生产数据,不断优化生产工艺和流程,提高产品质量和生产效率。
适用范围倒装封装技术适用于多种领域,如移动通信、汽车电子、云计算等。
特别是对于高性能、高可靠性、低成本的产品需求,倒装封装具有显著优势。
创新要点1.凸点制作技术创新: 开发适用于倒装封装的凸点制作技术,实现高密度、高性能的连接。
2.材料选择与优化: 选择合适的底部填充材料和其他相关材料,确保产品的可靠性和性能。
3.生产流程优化: 通过工艺研究和设备调试,实现生产流程的优化,提高生产效率和产品质量。
4.市场推广与应用拓展: 加强与客户的沟通和合作,将倒装封装技术推广到更多领域和应用场景。
预期效果预计通过本方案的实施,可以带来以下预期效果:1.提高半导体产业的技术水平和竞争力;2.促进中国半导体产业的结构改革和升级;3.满足市场对高性能、高可靠性产品的需求;4.提高企业的生产效率和产品质量;5.增强中国半导体产业的国际竞争力。
倒装芯片技术【2024版】
![倒装芯片技术【2024版】](https://img.taocdn.com/s3/m/b8a7aae670fe910ef12d2af90242a8956aecaa62.png)
6
2024/11/8
Prof. Wu Fengshun,
倒装芯片历史
1. IBM1960年研制开发出在芯片上制作凸点的倒装芯片焊接工
艺技术。95Pb5Sn凸点包围着电镀NiAu的铜球。后来制作
PbSn凸点,使用可控塌焊连接(Controlled collapse
Component Connection, C4),无铜球包围。
凸点
热压倒装芯片连接最合适的凸点材料是金,凸点可以通过传 统的电解镀金方法生成,或者采用钉头凸点方法,后者就是 引线键合技术中常用的凸点形成工艺。由于可以采用现成的 引线键合设备,因此无需配备昂贵的凸点加工设备,金引线 中应该加入1% 的Pd ,这样便于卡断凸点上部的引线。凸点 形成过程中,晶圆或者基板应该预热到150~ 200° C。
效的冷却。
➢ 低成本:批量的凸点降低了成本。
10
2024/11/8
Prof. Wu Fengshun,
I/O 数比较
倒装芯片与扁平封装的引脚数比较
11
2024/11/8
Prof. Wu Fengshun,
信号效果比较
12
2024/11/8
Prof. Wu Fengshun,
缺点-01
➢ 裸芯片很难测试
39
2024/11/8
Prof. Wu Fengshun,
生产问题
倒装芯片的连接头应该能够产生300°C 的连接温 度, 要有较高的平行对准精度,为了防止半导体材料 发生损伤,施加压力时应该保持一定的梯度。在热压倒 装芯片连接中,凸点发生变形是不可避免的,这也是形 成良好连接所必需的。另外,连接压力和温度应该尽可 能低,以免芯片和基板损坏。
电子制造技术基础
FC简介
![FC简介](https://img.taocdn.com/s3/m/b2cc1b22f111f18583d05a8f.png)
B. 压力烘箱原理视图:
C. Underfill 点胶模拟(Glass die):
Underfill 点胶视图
14
Thanks!
点胶机:Protec
Normal & Pressure烘箱
Nozzle Epoxy PCB
点胶前
Underfill
点胶后
SAT扫描
13
倒装芯片封测流程
Underfill (底部填充-CUF):
A. 毛细作用及原理视图:指液体在细管状 物体内侧,由于内聚力与附着力的差异、 克服地心引力而上升的现象;
倒装芯片封测流程
Pre-bake
基板预烘烤 锡膏印刷 表面贴装
UF Pre-bake Plasma UF
UF预烘烤 离子清洗 UF点胶 UF胶固化
Chip mount 上板&S/M Pre-bake FCA Reflow
SMT
Printing
UF
上Carrier 基板预烘烤 芯片倒装 回流炉 去Flux清洗 Fail
UF Cure
SAT 清洗 烘烤 3/O QA
Pass 3rd 检验 QA 3rd 检验 下Carrier
SAT抽检 抽检基板清洗 抽检基板除湿
FCA
Deflux
下板
倒装芯片封测流程
Surface Mount Technology (表面元件贴装):
通过锡膏印刷的方式进行元件贴装,将电容、电阻、电感等元器件贴焊于基板上.
Die attach
Process simulation
倒装芯片封测流程
Flipchip Attach (芯片倒装):
芯片倒装Process 产品贴装之后通过X-ray确认芯片贴装效果,含芯片偏移/虚焊/桥接 /Bump空洞等确认项.
封装工艺中倒装(FC)工艺和材料介绍
![封装工艺中倒装(FC)工艺和材料介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/70f6375532687e21af45b307e87101f69e31fb9d.png)
Temperature vs. Viscosity, Flow Rate
3
2.5
2
1.5
80-100°C is
1
recommended
0.5
0
60
80
100
120
PCB Prebake UF plasma clean
Underfill Underfill cure
Reduces underfill viscosity
By substrate topography
Flux residue
By moisture contamination
By cleaning residue
Major defects in Flipchip and UF
▶ Moisture Void
Major defects in Flipchip and UF
▷ Substrate type ▷ Plasma condition: Power (watt) & Time ▷ Heat block temperature ▷ Dispensing pattern
Causes
Countermeasures
Because of weak interaction
Why use flip chip?
Smallest Size Highest Performance Greatest I/O Flexibility Most Rugged Lowest Cost
Process flow of Super FC
FOL 2 (Memory)
Wafer Backgrind 2 Wafer Mount 2 Wafer Saw 2
半导体fc工艺
![半导体fc工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/cd7afc5acd1755270722192e453610661ed95ab5.png)
半导体fc工艺哎呀,半导体FC工艺,这玩意儿听起来就挺高大上的,不过别急,我今儿个就给你聊聊这个,保证让你听得明明白白,还能乐呵乐呵的。
话说,这半导体工艺啊,就像做蛋糕一样,得一层一层来。
FC工艺呢,就是其中的一个步骤,全名叫“Flip Chip”工艺,直译过来就是“翻转芯片”。
这名字听起来是不是有点搞笑?芯片还能翻转?别急,听我慢慢道来。
首先,这FC工艺,其实就是把芯片的底部金属焊盘翻转过来,直接和电路板连接的一种技术。
这就好比你把一张纸翻过来,然后在背面写上字一样。
不过,这芯片可比纸复杂多了,它上面密密麻麻的都是电路,一不小心,那可就全乱套了。
我记得有一次,我在实验室里,亲眼目睹了这FC工艺的全过程。
那是个阳光明媚的下午,实验室里静悄悄的,只有机器运转的声音。
我看着那些工程师,他们一个个都穿着白大褂,戴着手套,眼睛盯着显微镜,手里拿着那些比米粒还小的芯片,小心翼翼地翻转、焊接。
那场景,简直就像是在做一场精细的手术。
我看着他们,心里不由得佩服。
这FC工艺,可不仅仅是翻转那么简单,它还得保证芯片和电路板之间的连接完美无缺。
这就好比你在纸上写字,不仅要写得好看,还不能写错一个字。
而且,这FC工艺还有个特别的地方,就是它用的是一种叫做“焊球”的东西。
这些焊球,就像是一个个小小的金色珠子,它们在高温下融化,然后迅速凝固,把芯片和电路板牢牢地粘在一起。
这个过程,就像是在做糖葫芦,只不过这糖葫芦不是给人吃的,而是给机器用的。
说到这,我突然想起了小时候,妈妈给我做的糖葫芦。
那时候,我总是站在厨房门口,看着妈妈把一颗颗山楂串起来,然后裹上糖浆。
那糖浆在锅里咕嘟咕嘟地冒着泡,散发出诱人的香味。
我那时候就想,这半导体FC工艺,是不是也有点像做糖葫芦呢?你看,这FC工艺,虽然听起来高大上,但其实它的原理和我们日常生活中的一些事情还挺相似的。
它就像是一场精细的手术,也像是在做糖葫芦。
虽然我们可能不会亲手去做,但了解它的过程,也能感受到科技的魅力和乐趣。
flipchip封装工艺
![flipchip封装工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/1993fd9fb04e852458fb770bf78a6529647d35dc.png)
flipchip封装工艺Flipchip封装工艺是一种先进的微电子封装技术,它在集成电路封装领域具有重要的应用价值。
本文将从Flipchip封装工艺的基本原理、优势和应用领域等方面进行介绍。
一、Flipchip封装工艺的基本原理Flipchip封装工艺是一种将芯片直接翻转并与基板相连接的封装技术。
与传统封装工艺相比,Flipchip封装工艺具有更高的可靠性和更小的封装体积。
其基本原理是通过将芯片的电路面朝下,将芯片的引脚与基板上的金属引脚连接,从而实现芯片与基板之间的电气连接。
Flipchip封装工艺的具体步骤包括:首先,将芯片的电路面朝下,将芯片上的金属引脚与基板上的金属引脚对准;然后,通过热压或焊接等方式将芯片与基板相连接;最后,进行封装胶的填充和固化,以保护芯片和连接引脚。
二、Flipchip封装工艺的优势1. 封装密度高:由于Flipchip封装工艺将芯片的电路面朝下,可以实现更高的封装密度,从而提高芯片的性能和功能。
2. 电性能优良:Flipchip封装工艺可以实现短距离的电气连接,减少电阻和电感的影响,从而提高芯片的电性能。
3. 信号传输速度快:由于Flipchip封装工艺可以实现更短的信号传输路径,可以提高芯片的信号传输速度,从而提高芯片的运行速度和性能。
4. 散热性好:由于Flipchip封装工艺可以将芯片直接与基板相连接,可以实现更好的散热效果,提高芯片的稳定性和可靠性。
三、Flipchip封装工艺的应用领域Flipchip封装工艺在高性能计算、通信、消费电子等领域具有广泛的应用。
具体应用包括:1. 高性能处理器:Flipchip封装工艺可以实现更高的封装密度和更好的散热性能,适用于高性能处理器的封装。
2. 光通信模块:Flipchip封装工艺可以实现更短的信号传输路径和更高的信号传输速度,适用于光通信模块的封装。
3. 手机和平板电脑:Flipchip封装工艺可以实现更小的封装体积和更好的散热性能,适用于手机和平板电脑等消费电子产品的封装。
半导体fc的封装流程
![半导体fc的封装流程](https://img.taocdn.com/s3/m/4220bd91ab00b52acfc789eb172ded630a1c9814.png)
半导体fc的封装流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!半导体 FC(Flip Chip,倒装芯片)的封装流程主要包括以下几个步骤:1. 芯片制备晶圆制造:通过一系列工艺步骤,在硅晶圆上制造出集成电路芯片。
倒装芯片介绍
![倒装芯片介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/11a640dbb9f3f90f76c61bb0.png)
Source: Philips
一、倒装芯片技术
定义:
倒装芯片组装就是通过芯片上的凸点直接将元器件朝下 互连到基板、载体或者电路板上,芯片直接通过凸点直 接连接基板和载体上,整个芯片称为倒装芯片(Flip Chip)。
普通激光切割后wafer侧面
劈裂后wafer侧面
隐形激光切割后wafer侧面
三、工艺流程简介
Wafer 扩张:
Wafer扩张是将已经分离开的晶粒之间的距离变大,利于后面测试和分级设备 工作。
三、工艺流程简介
自动外观检测:
自动外观检测是通过AOI设备 对芯片的外观缺陷判定,尽可能 避免分级过程中外观坏品混入好 品当中。 常见的外观不良有:电极污染、 电极缺损、电极划伤、ITO区域 污染、切割不良等
曝光(MPA & STEPPER)
图1:Coating设备
显影(Developer)
图3:显微镜
检查(Inspection) 图2:Develop设备
黄光工艺流程及常见缺陷
Epi Partical
Photo defect
Scratch
Mask defect
Under develop
三、工艺流程简介
蓝宝石特性
在低于熔点温度范围内, 仍具有良好的化学稳定性和机械、物理等性能; 光学透过范围宽, 特别在1 500~7500 nm, 透过率达85%; 有与纤锌矿III 族氮化物相同的对称性, 故用于GaN 的外延衬底材料。
三、工艺流程简介
图形化蓝宝石衬底技术:
芯片键合技术之FCB
![芯片键合技术之FCB](https://img.taocdn.com/s3/m/d8867225192e45361066f5ac.png)
倒装芯片(FCB)
3.无铅化的凸点技术
倒装芯片(FCB)
3.无铅化的凸点技术
概述
概述
倒装芯片(FCB)
1.发展历史 2.关键技术
芯片凸点的制作技术 凸点芯片的倒装焊 底部填充
3.无铅化的凸点技术
倒装芯片(FCB) 1. 发展历史
1964倒装芯片出现; 1969年,IBM公司C4技术(可控塌陷技术); 至今,已广泛应用于SIP,MCM,微处理器,硬盘驱动器以及RFID等领域。
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(2)凸点芯片的倒装焊 各向异性导电胶(ACA、ACF)
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(3)底部填充
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(3)底部填充
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(3)底部填充 填料要求:
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(3)底部填充
毛细作用!!!
倒装芯片(FCB)
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(1)芯片凸点的制作技术
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(2)凸点芯片的倒装焊 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)
倒装芯片(FCB)
2.关键技术
(2)凸点芯片的倒装焊 热压焊倒装焊法
倒装芯片(FCB)2.关源自技术(1)芯片凸点的制作技术 SBB(stud Bump Bonding); 溅射丝网印刷技术; 电镀凸点制作技术; 化学镀UBM/丝网印刷凸点制作技术; 聚合物凸点.
倒装芯片(FCB)
flipchip封装工艺
![flipchip封装工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/bb3aacde988fcc22bcd126fff705cc1755275f1d.png)
flipchip封装工艺
Flipchip封装是一种利用微型片上封装连接的封装技术。
它把
半导体晶片直接和基板连接,以提供较高的电性能和较高的芯片密度。
Flipchip封装通常是利用晶圆片或芯片的表面连接到基板,其中晶
圆片上有横向的电极,和基板上有纵向的电极,二者之间通过键合及焊接来连接起来。
Flipchip封装的工艺可以分为以下几个步骤:
1. 准备:首先,检查晶片和基板是否有足够的洁净度和湿度,
而且尺寸正确无误;
2. 定位:将晶片和基板放在模具中,以确定晶片在基板上的定位;
3. 键合:将晶片定位后,使用键合剂将晶片上的横向电极与基
板上的纵向电极连接;
4. 焊接:将晶片和基板定位和键合好后,使用热焊技术将晶片
和基板固定在一起,以保证晶片和基板的稳定性;
5. 检测:检测完封装工艺后,将晶片和基板进行功能测试,以
确保封装工艺是否成功。
Flipchip封装工艺是一种半导体封装技术,能够提供较高的电
性能和芯片密度,它与其他封装技术相比,有着较强的竞争力。
- 1 -。
Flip-Chip倒装焊芯片原理
![Flip-Chip倒装焊芯片原理](https://img.taocdn.com/s3/m/a08ebe4bf7ec4afe04a1df54.png)
(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。
FlipChip封装技术介绍
![FlipChip封装技术介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/7ac2687826d3240c844769eae009581b6bd9bd84.png)
FlipChip封装技术介绍Flip Chip中文也叫倒晶封装或者覆晶封装,是一种先进的封装技术,有别于传统的将芯片放置于基板(chip pad)上,再用打线技术(wire bonding)将芯片与基板上的连接点连接。
Flip Chip技术是将芯片连接点长凸块(bump),然后将芯片翻转过来使凸块与基板(substrate)直接连接。
Flip Chip技术不是什么新技术,在上个世纪60年代由IBM研发出来,至于为什么会出现这种技术要从封装的历史说起,这里简单介绍下,传统的封装技术是将芯片(die)放置在引脚(lead frame)上,然后用金线将die上的pad和lead frame连接起来,这一步叫wire bond,但是这种技术封装出来的芯片面积会很大,已经不满足越来越小的智能设备,所以Flip Chip技术应用而生。
WB示意图提到Flip Chip封装技术,bump是不可避免要介绍下,工业上不可能把die切割出来以后再去长bump,所以在wafer切割成die之前要完成bump,因此这也被称为wafer level chip size package(WLCSP)。
FC示意图具体process steps参考维基百科上面的介绍:1.Integrated circuits are created on the wafer2.Pads are metallized on the surface of chips3.solder dot is deposited on each of the pads4.Chips are cut5.Chips are flipped and positioned so that the soler balls are facing the connectors on the external circuitry6.Solder balls are then remelted(typically using hot air reflow)7.Mounted chip is 'underfilled' using an electrically-insulating adhesive最后简单总结下Flip Chip的优点:1.更多的IO接口数量2.更小的封装尺寸3.更好的电气性能4.更好的散热性能5.更稳定的结构特性6.更简单的加工设备虽然优点很多,但是价格也很贵,主要原因是:1.芯片需要在AP层设计RDL用于连接bump,RDL的生产加工需要多一套工艺2.flip chip基板的生产加工,基板的工艺会更加精细,价格自然水涨船高。
LED芯片倒装工艺原理以及应用简介
![LED芯片倒装工艺原理以及应用简介](https://img.taocdn.com/s3/m/da06fdf75ff7ba0d4a7302768e9951e79b8969fc.png)
LED芯片倒装工艺原理以及应用简介倒装晶片所需具备的条件:①基材材是硅;②电气面及焊凸在元件下表面;③组装在基板后需要做底部填充。
倒装晶片的定义:其实倒装晶片之所以被称为“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晶片电气面朝上,而倒装晶片的电气面朝下,相当于将前者翻转过来,故称其为“倒装晶片”。
倒装芯片的实质是在传统工艺的基础上,将芯片的发光区与电极区不设计在同一个平面这时则由电极区面朝向灯杯底部进行贴装,可以省掉焊线这一工序,但是对固晶这段工艺的精度要求较高,一般很难达到较高的良率。
倒装芯片与与传统工艺相比所具备的优势:通过MOCVD技术在兰宝石衬底上生长GaN基LED结构层,由P/N结髮光区发出的光透过上面的P型区射出。
由于P型GaN传导性能不佳,为获得良好的电流扩展,需要通过蒸镀技术在P区表面形成一层Ni-Au组成的金属电极层。
P区引线通过该层金属薄膜引出。
为获得好的电流扩展,Ni-Au金属电极层就不能太薄。
为此,器件的发光效率就会受到很大影响,通常要同时兼顾电流扩展与出光效率二个因素。
但无论在什麼情况下,金属薄膜的存在,总会使透光性能变差。
此外,引线焊点的存在也使器件的出光效率受到影响。
采用GaN LED倒装芯片的结构可以从根本上消除上面的问题。
倒装LED芯片技术行业应用分析:近年,世界各国如欧洲各国、美国、日本、韩国和中国等皆有LED照明相关项目推行。
其中,以我国所推广的“十城万盏”计划最为瞩目。
路灯是城市照明不可缺少的一部分,传统路灯通常采用高压钠灯或金卤灯,这两种光源最大的特点是发光的电弧管尺寸小,可以产生很大的光输出,并且具有很高的光效。
但这类光源应用在道路灯具中,只有约40%的光直接通过玻璃罩到达路面,60%的光通过灯具反射器反射后再从灯具中射出。
因此目前传统灯具基本存在两个不足,一是灯具直接照射的方向上照度很高,在次干道可达到50Lx以上,这一区域属明显的过度照明,而两个灯具的光照交叉处的照度仅为灯下中心位置的照度的20%-40%,光分布均匀度低;二是此类灯具的反射器效率一般仅为50%-60%,因此在反射过程中有大量的光损失,所以传统高压钠灯或金卤灯路灯总体效率在70-80%,均匀度低,且有照度的过度浪费。
倒装芯片
![倒装芯片](https://img.taocdn.com/s3/m/d2ab372c453610661ed9f489.png)
倒装芯片:向主流制造工艺推进时间:2009-12-08来源:责任编辑:对较小外形和较多功能的低成本电子设备的需求继续在增长。
这些快速调整的市场挑战着电子制造商,降低制造成本以保证可接受的利润率。
倒装芯片装配(flip chip assembly)被认为是推进低成本、高密度便携式电子设备的制造所必须的一项技术。
在低成本应用中,倒装芯片的成功是因为它可达到相对于传统表面贴装元件包装更大的成本效益。
例如,一款新的寻呼机利用了倒装芯片技术将微控制器装配于PCB,因为倒装芯片使用较少的电路板空间,比传统的塑料球栅阵列(PBGA, plastic ball grid array)成本较低。
材料集成电路(Integraded circuit)在这款寻呼机中的集成电路(IC, integrated circuit)是一个5 x 5.6 mm 的微控制器,要求100个输入/输出(I/O)连接于PCB。
将四周I/O重新分配为2.5排减少点数(depopulated)的球栅阵列形式来接纳PCB的线/空格以及通路孔焊盘的限制。
锡球(bump)布局与间距如图一所示。
使用了电镀共晶锡/铅锡球,因为与其它的替代者比較,它的成本低得多。
锡球的直径大约为125 %26mu;m,球下金属(UBM, under bump metalization)为一个顾客要求的45%26mu;m的铜柱,如图二。
印刷电路板(PCB, printed circuit board)成本因素决定这款寻呼机的PCB的布局。
PCB是标准的FR-4,四个金属层和一个无电镀镍/金表面涂层。
因为增加材料成本和有限的可获得性,所以没有使用高密度互连(HDI, high-density interconnect)技术。
无电镀镍/金表面涂层满足所有作品的要求。
实录可靠性问题排除了选择有机可焊性保护层(OSP, organic solderability preservative),选择性镍-金的成本增加也没有吸引性。
flipchip工艺技术
![flipchip工艺技术](https://img.taocdn.com/s3/m/1f927c1d302b3169a45177232f60ddccda38e6d6.png)
flipchip工艺技术Flip Chip (反装工艺) 是一种将芯片直接与基板连接的先进封装技术,被广泛用于高性能电子产品的制造中。
Flip Chip 工艺技术具有诸多优点,包括更高的可靠性、更小的封装尺寸、更高的性能和更低的能耗。
本文将对 Flip Chip 工艺技术进行详细介绍。
Flip Chip 工艺技术通过将芯片的电路面朝下,直接与基板上的封装结构相连接,实现电气和热学性能的优化。
相比传统封装技术,Flip Chip 可以将芯片与基板紧密连接,减少了电路板上的电气和热学衰减,并且能够实现更短的信号传输路径,提高信号速度和稳定性。
此外,Flip Chip 还能够减少信号串扰和噪声,提高信号质量。
Flip Chip 工艺技术的另一个关键特点是其小封装尺寸。
由于芯片直接连接到基板上,不需要额外的封装结构,Flip Chip可以显著减小封装尺寸,提高芯片的集成度。
这对于如今越来越小型化的电子设备尤为重要。
Flip Chip 封装可以将多个芯片堆叠在一起,从而在有限的空间中实现更高的集成度,为电子产品的微型化提供了可能。
Flip Chip 工艺技术还具有更高的可靠性。
由于芯片与基板之间的连接是直接的,没有使用线缆或线路板连接器等中间元件,因此减少了信号传输的失真和可靠性问题。
此外,Flip Chip还可以通过提供更好的散热设计来延长芯片的使用寿命,降低过热导致的故障。
除了以上优点,Flip Chip 工艺技术还具有更高的性能和更低的能耗。
由于芯片与基板直接相连,Flip Chip 能够获得更短的信号路径,提高信号传输速度和稳定性。
同时,由于芯片的封装尺寸减小,信号的传输延迟也减小,从而提高整体系统性能。
此外,Flip Chip 能够实现更高的功率密度分布,降低能耗。
综上所述,Flip Chip 工艺技术在电子产品制造中具有重要的地位。
其优点包括更高的可靠性、更小的封装尺寸、更高的性能和更低的能耗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
倒装芯片(FC,Flip-Chip)装配技术
时间:2010-05-27 23:04:25 来源:网络
倒装芯片焊接完成后,需要在器件底部和基板之间填充一种胶(一般为环氧树酯材料)。
底部填充分为于“ 毛细流动原理” 的流动性和非流动性(No-follow )底部填充。
上述倒装芯片组装工艺是针对C4 器件(器件焊凸材料为SnPb 、SnAg 、SnCu 或SnAgCu )而言。
另外一种工艺是利用各向异性导电胶(ACF )来装配倒装芯片。
预先在基板上施加异性导电胶,贴片头用较高压力将器件贴装在基板上,同时对器件加热,使导电胶固化。
该工艺要求贴片机具有非常高的精度,同时贴片头具有大压力及加热功能。
对于非C4 器件(其焊凸材料为Au 或其它)的装配,趋向采用此工艺。
这里,我们主要讨论C4 工艺,下表列出的是倒装芯片植球(Bumping )和在基板上连接的几种方式。
倒装倒装芯片几何尺寸可以用一个“ 小” 字来形容:焊球直径小(小到0.05mm ),焊球间距小(小到0.1mm ),外形尺寸小(1mm 2 )。
要获得满意的装配良率,给贴装设备及其工艺带来了挑战,随着焊球直径的缩小,贴装精度要求越来越高,目前12μm 甚至10μm 的精度越来越常见。
贴片设备照像机图形处理能力也十分关键,小的球径小的球间距需要更高像素的像机来处理。
随着时间推移,高性能芯片的尺寸不断增大,焊凸(Solder Bump)数量不断提高,基板变得越来越薄,为了提高产品可靠性底部填充成为必须。
对贴装压力控制的要求
考虑到倒装芯片基材是比较脆的硅,若在取料、助焊剂浸蘸过程中施以较大的压力容易将其压裂,同时细小的焊凸在此过程中也容易压变形,所以尽量使用比较低的贴装压力,一般要求在150g 左右。
对于超薄形芯片,如0.3mm ,有时甚至要求贴装压力控制在35g 。
对贴装精度及稳定性的要求
对于球间距小到0.1mm 的器件,需要怎样的贴装精度才能达到较高的良率?基板的翘曲变形,阻焊膜窗口的尺寸和位置偏差,以及机器的精度等,都会影响到最终的贴装精度。
关于基板设计和制造的情况对于贴装的影响,我们在此不作讨论,这芯片装配工艺对贴装设备的要求里我们只是来讨论机器的贴装精度。
为了回答上面的问题,我们来
建立一个简单的假设模型:
1. 假设倒装芯片的焊凸为球形,基板上对应的焊盘为圆形,且具有相同的直径;
2. 假设无基板翘曲变形及制造缺陷方面的影响;
3. 不考虑Theta 和冲击的影响;
4. 在回流焊接过程中,器件具有自对中性,焊球与润湿面50% 的接触在焊接过程中可以被“ 拉正” 。
那么,基于以上的假设,直径25μm 的焊球如果其对应的圆形焊盘的直径为50μm 时,左右位置偏差(X 轴)或前后位置偏差(Y 轴)在焊盘尺寸的50% ,焊球都始终在焊盘上(图9 )。
对于焊球直径为25μm 的倒装芯片,工艺能力Cpk 要达到1.33 的话,要求机器的最小精度必须达到12μm@3sigma 。