倒装焊芯片技术详解
倒装焊接技术
解决途径-新型可修复底部填充材料
为了解决这一问题，目前，越来越多的 研究人员投入到新型可修复底部填充材料的 开发当中，常见的做法是，通过在用作底部 填充材料的环氧树脂中引入某些薄弱的化学 键，使其固化后仍可以再加热或加入化学试 剂后分解，使电子元器件能够返工和循环使 用。
修复过程
修复过程包括以下六步： 1.通过加热或化学处理方法迅速降低底部填充 剂的粘结强度； 2.用芯片拾取装置取下坏芯片； 3.用高速刷净设备去除树脂残留物； 4.对基板进行检测； 5.更换新的芯片； 6.重新进行底部填充。
底部填充的作用
由于有机基板和芯片的热膨胀系数无法 保证完全匹配，导致回流焊和温度循环时在 焊球处产生很大的应力，严重时甚至可能会 引起裂损现象，因此，倒装芯片一般采用底 部填充技术来避免这一问题。
底部填充同时带来的问题
由于当前的技术无法保证所供应的芯 片一定完好，使得一些有缺陷的芯片在倒 装后的测试中才被发现，这时就需要进行 返工修复替换。
倒装焊接技术
演讲人：
倒装芯片的优点
1.消除了对引线键合连接的 要求，缩短了互连距离； 2.提高了输入／输出(I／O)密 度； 3.在电路板上占用空间小； 4.符合当前微电子封装高密 度和小型化的趋势。
倒装芯片主要工艺步骤
• 第一步: 凸点底部金属化 • 第二步：芯片凸点制作 • 第三步：将已经凸点的晶片组装到基板上 • 第四步： 使用非导电填料填充芯片底部孔隙
可修复底部填充技术的技术参数
1.工业应用及固化性能
可修复底部填充技术的技术参数2 Nhomakorabea可靠性可修复底部填充技术的技术参数
3.移除性 芯片的移除是修复环节中极为重要的一步， 通常使用球栅阵列封装(BGA)型的修复设备。 修复时间与温度应保持恒定，且芯片移除过 程不会对基板造成损害。理想的移除温度与 移除过程所需要的时间分别为210 ℃、1 min。
第四讲微系统封装技术倒装焊技术
– Bump height 30 - 75 µm
• Difficulties:
– Bump height highly dependent in current density
– Variations in current density across the wafer gives non uniformity in bump height
散阻挡层。
•
镍UBM的厚度一般为1～15 μ m ， 而5 μ m厚的镍UBM就能使焊料凸点的可靠
性明显提高。
•
镀镍之后，还要在镍上镀一层厚度为0.05-0.1 μ m的金，它主要是防止镍
发生氧化，以保持它的可焊性。
铝焊盘上化学镀镍前处理
由于铝焊盘表面有一层氧化物，镀层金属无法粘附在这样的表面上，因此要对铝 表面进行适当的处理以清除氧化物层。
UBM 凸点形成
Pb/Sn bump Si Chip
Solder Wetting Layer Adhesion / Barrier Layer Al pad
Passivation Layer
对UBM的要求
必须与焊区金属以及圆片钝化层有牢固的结合力： Al是最常见的IC金属化金属，典型 的钝化材料为氮化物、氧化物以及聚酰亚胺 。 和焊区金属要有很好的欧姆接触：在沉积UBM之前要通过溅射或者化学刻蚀的方法去除 焊区表面的Al氧化物。 要有焊料扩散阻挡层：必须在焊料与焊盘焊区金属之间提供一个扩散阻挡层 要有一个可以润湿焊料的表面：最后一层要直接与凸点接触，必须润湿凸点焊料。 氧化阻挡层：为保证很好的可焊性，要防止UBM在凸点的形成过程中氧化。 对硅片产生较小的应力： UBM结构不能在底部与硅片产生很大的应力，否则会导致底 部的开裂以及硅片的凹陷等可靠性失效。
倒片封装工艺
倒片封装工艺倒片封装工艺是一种将电子元件倒装至电路板表面的封装技术。
随着电子产品日益小型化、轻薄化，倒片封装工艺在半导体行业中的应用越来越广泛。
本文将对倒片封装工艺的原理、类型及应用进行详细介绍。
一、倒片封装工艺原理倒片封装工艺主要包括以下几个步骤：1.芯片贴片：将芯片放置在贴片机的吸嘴上，通过吸嘴将芯片移动到预定的位置。
2.倒装：利用倒装设备将芯片翻转至电路板表面，使其底部与电路板接触。
3.焊接：通过焊接设备将芯片与电路板焊接在一起，常用的焊接方法有热压焊、超声波焊等。
4.填充焊料：在芯片与电路板之间填充焊料，以提高焊接强度和稳定性。
5.冷却：让焊料固化，确保芯片与电路板牢固连接。
二、倒片封装类型根据封装材料和工艺的不同，倒片封装可分为以下几种类型：1.塑料倒片封装（如BGA、LGA等）：采用塑料材料作为封装外壳，具有良好的散热性能和较低的成本。
2.金属倒片封装（如QFN、DFN等）：采用金属材料作为封装外壳，具有较高的导热性能和电磁屏蔽效果。
3.陶瓷倒片封装（如TCP、CSP等）：采用陶瓷材料作为封装外壳，具有优秀的耐热性能和抗振性能。
4.嵌入式倒片封装（如嵌入式BGA、嵌入式LGA等）：将芯片嵌入到电路板中，具有较高的集成度和可靠性。
三、倒片封装应用领域倒片封装工艺广泛应用于以下领域：1.通讯领域：如手机、基站等设备中的射频芯片、处理器等。
2.计算机领域：如主板、显卡、内存等设备中的芯片。
3.消费电子领域：如电视、冰箱、洗衣机等家用电器中的控制芯片。
4.汽车电子领域：如车载导航、防盗系统、发动机控制模块等中的芯片。
5.医疗设备：如超声波设备、生物传感器等中的芯片。
总之，倒片封装工艺在电子产品中发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，倒片封装工艺将不断优化和完善，为电子产品的小型化、轻薄化提供更多可能性。
倒装芯片键合技术
概述
发展历史
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
(1)芯片凸点的制作技术
倒装芯片（FCB）
2.关键技术
(1)芯片凸点的制作技术
溅射丝网印刷技术
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
环氧树脂光固化倒装焊法
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）
导电粒子含量：10%
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
毛细作用！！！
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。
cob倒装标准
cob倒装标准
COB（Chip On Board，板上芯片）倒装技术是一种将集成电路芯片倒装焊接在电路板上的工艺。
COB倒装标准主要涉及到倒装芯片的封装、焊接、测试和质量评估等方面。
以下是一般COB倒装标准的主要内容：
1. 芯片封装：芯片封装是为了保护芯片免受外部环境的影响，提高芯片的可靠性和稳定性。
常见的COB封装类型包括塑料封装、金属封装和陶瓷封装等。
2. 倒装工艺：COB倒装工艺通常包括以下步骤：
- 芯片贴片：将封装好的芯片贴在预处理过的电路板上。
- 焊接：使用高温焊接设备将芯片与电路板焊接在一起。
焊接过程需要严格控制温度、时间和焊接压力，以保证焊接质量。
- 清洗：焊接完成后，对芯片和电路板进行清洗，去除残留的焊接剂和焊锡。
3. 测试：COB倒装后，需要对芯片进行功能测试和可靠性试验，确保芯片正常工作。
测试方法包括光学检查、电学测试和可靠性试验等。
4. 质量评估：根据测试结果，对COB倒装芯片的质量进行评估。
评估指标包括焊接强度、芯片性能、可靠性和寿命等。
5. 包装和存储：合格的COB倒装芯片需要进行包装和存储，以防止尘埃、潮湿等环境因素对芯片造成损害。
包装材料应具有防潮、防静电和抗冲击等特点。
需要注意的是，不同的应用场景和客户要求可能会有不同的COB倒装标准。
在实际操作过程中，应根据实际情况制定合适的倒装工艺和质量控制要求。
倒装焊与芯片级封装技术的研究
倒装焊与芯片级封装技术的研究引言芯片级封装技术在现代电子行业中起着重要的作用。
随着科技的发展和电子产品的普及，对封装技术也提出了更高的要求。
本文将重点讨论倒装焊和芯片级封装技术，并探讨它们在电子行业中的研究和应用。
倒装焊技术倒装焊技术是一种将芯片颠倒安装在基板上的封装技术。
与传统的芯片安装方法相比，倒装焊技术具有更小的封装尺寸、更好的散热性能和更低的电阻值。
工艺流程倒装焊技术的工艺流程包括以下几个步骤：1.芯片准备：将芯片进行清洁和测试，并进行必要的修复和校正。
2.基板准备：将基板进行清洁，并在需要焊接的位置上涂覆焊接剂。
3.焊接：将芯片放置在基板上，并使用热风枪或烙铁进行焊接。
4.封装测试：对焊接后的芯片进行测试，确保其质量和性能达到要求。
应用领域倒装焊技术广泛应用于电子设备中，特别是在需要小尺寸、高性能和高可靠性的产品中，如智能手机、平板电脑、电子手表等。
芯片级封装技术芯片级封装技术是将芯片和封装在一个单个封装中的技术。
它通过多个工艺步骤来实现芯片封装，以提高封装的紧凑性和可靠性。
工艺流程芯片级封装技术的工艺流程包括以下几个步骤：1.芯片准备：将芯片进行清洁和测试，并进行必要的修复和校正。
2.封装材料准备：选择合适的封装材料，并将其切割成适当的尺寸和形状。
3.芯片粘贴：将芯片粘贴在封装材料上，并使用特殊的粘合剂进行固定。
4.焊接：将封装后的芯片与基板进行焊接，以完成封装。
5.封装测试：对封装后的芯片进行测试，确保其质量和性能达到要求。
应用领域芯片级封装技术广泛应用于集成电路和微电子领域。
它可以在电子产品中实现更小、更轻、更可靠的封装，同时提高芯片的性能和功耗效率。
技术研究与未来发展倒装焊和芯片级封装技术在电子行业中已经得到广泛应用，并不断进行技术研究和创新。
一些研究方向包括：1.封装材料的研究：通过研究和开发新型的封装材料，提高封装的可靠性和耐用性。
2.封装工艺的优化：通过优化封装工艺步骤，提高封装过程的效率和准确性。
倒装芯片封装技术
倒装芯片封装技术倒装芯片封装技术：将芯片翻转封装的革命性进展引言：随着电子科技的迅猛发展，芯片封装技术也在不断创新。
其中，倒装芯片封装技术作为一项重要的进展，在电子产品设计与制造方面发挥着重要作用。
本文将以倒装芯片封装技术为中心，探讨其原理、发展历程以及在电子领域中的广泛应用。
一、倒装芯片封装技术的原理倒装芯片封装技术，顾名思义，即将芯片翻转后进行封装。
传统的封装方式是将芯片正面朝上，通过焊接或粘接等方式固定在基板上，然后进行封装。
而倒装芯片封装技术则是将芯片翻转180度，使其背面朝上，并通过金线或导电胶等方式与基板连接。
倒装芯片封装技术的核心在于解决芯片尺寸不断减小和功耗不断增加的矛盾。
芯片尺寸的不断缩小使得传统封装方式难以满足对电路布局的要求，而倒装技术使得芯片尺寸最小化，并且能够更好地进行布局，提高电路的性能。
此外，倒装芯片封装技术还能够提高散热效果，减少功耗，提高芯片的可靠性。
二、倒装芯片封装技术的发展历程倒装芯片封装技术起源于1960年代，当时主要用于高可靠性的军事和航天设备中。
随着电子产品的普及和成本的降低，倒装芯片封装技术逐渐应用于民用产品中。
在过去的几十年中，倒装芯片封装技术经历了多次的改进和创新，使得其在电子领域中得到了广泛应用。
在倒装芯片封装技术的发展历程中，主要有以下三个阶段：1.金线倒装封装技术：最早的倒装封装技术采用金线进行芯片与基板之间的连接，这种方式简单、可靠，但是金线间距有限，不适用于高密度集成电路的封装。
2.焊接倒装封装技术：为了解决金线倒装封装技术的局限性，人们引入了焊接倒装封装技术。
这种技术采用焊料将芯片与基板焊接在一起，相比金线倒装技术，焊接倒装技术能够实现更高的密度和更好的散热效果。
3.导电胶倒装封装技术：近年来，随着导电胶技术的成熟，导电胶倒装封装技术成为了倒装芯片封装的主流技术。
导电胶能够实现更高的密度、更低的电阻和更好的散热性能，同时还能够简化制造工艺和降低成本。
LED倒装芯片知识全解
LED倒装芯片知识全解什么是LED倒装芯片？近年来，在芯片领域，倒装芯片技术正异军突起，特别是在大功率、户外照明的应用市场上更受欢迎。
但由于发展较晚，很多人不知道什么叫LED倒装芯片，LED倒装芯片的优点是什么？今天慧聪LED屏网编辑就为你做一个简单的说明。
先从LED正装芯片为您讲解LED倒装芯片，以及LED 倒装芯片的优势和普及难点。
要了解LED倒装芯片，先要了解什么是LED正装芯片LED正装芯片是最早出现的芯片结构，也是小功率芯片中普遍使用的芯片结构。
该结构，电极在上方，从上至下材料为：P-GaN，发光层，N-GaN，衬底。
所以，相对倒装来说就是正装。
LED倒装芯片和症状芯片图解为了避免正装芯片中因电极挤占发光面积从而影响发光效率，芯片研发人员设计了倒装结构，即把正装芯片倒置，使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出(衬底最终被剥去，芯片材料是透明的)，同时，针对倒装设计出方便LED 封装厂焊线的结构，从而，整个芯片称为倒装芯片(Flip Chip)，该结构在大功率芯片较多用到。
正装、倒装、垂直LED芯片结构三大流派倒装技术并不是一个新的技术，其实很早之前就存在了。
倒装技术不光用在LED行业，在其他半导体行业里也有用到。
目前LED芯片封装技术已经形成几个流派，不同的技术对应不同的应用，都有其独特之处。
目前LED芯片结构主要有三种流派，最常见的是正装结构，还有垂直结构和倒装结构。
正装结构由于p，n电极在LED同一侧，容易出现电流拥挤现象，而且热阻较高，而垂直结构则可以很好的解决这两个问题，可以达到很高的电流密度和均匀度。
未来灯具成本的降低除了材料成本，功率做大减少LED颗数显得尤为重要，垂直结构能够很好的满足这样的需求。
这也导致垂直结构通常用于大功率LED应用领域，而正装技术一般应用于中小功率LED。
而倒装技术也可以细分为两类，一类是在蓝宝石芯片基础上倒装，蓝宝石衬底保留，利于散热，但是电流密度提升并不明显；另一类是倒装结构并剥离了衬底材料，可以大幅度提升电流密度。
芯片制造倒装焊工艺与设备解决方案
倒装键合（Flip Chip）工艺及设备解决方案前言：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。
一．倒装芯片焊接的概念倒装芯片焊接（Flip-chip Bonding）技术是一种新兴的微电子封装技术，它将工作面（有源区面）上制有凸点电极的芯片朝下，与基板布线层直接键合。
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，送入贴片机以便于贴装，也由于这一翻转过程而被称为“倒装芯片”。
图1图2图3倒装芯片在1964年开始出现，1969年由IBM发明了倒装芯片的C4工艺（Controlled Collapse Chip Connection可控坍塌芯片联接）。
倒装芯片
倒装芯片
CHIP
Market
Period III
F L I P
行业情况
●璨圆2013年也积极推广其芯片级封装产 品，同样以flip chip为基础，在制程中省略导线 架与打线等步骤。 ●隆达将其芯片级封装CSP(Chip Scale Package)产品在上游晶粒也采用覆晶技术，也 同样省略导线架，幵简化封装流程。 ●Philips Lumileds推出的CSP产品 LUXEON Q就采用flip chip技术，不需在后段制 程中移除蓝宝石基板。 ●CREE的XQ-E LED产品也同样采CSP技 术，将芯片面积大幅缩小，其微型化设计可以 提升光调色品质与光学控制，扩大照明应用范 围。 综合各企业产品，共同的特点是采用倒装芯 片，使体积更小，光学、热学性能更好，同时 因省略了导线架与打线的步骤，使其后道工序 更加便捷。
部分企业的芯片级封装产品： ●晶电的芯片级封装产品称为ELC(Embedded LED Chip)，制程中完成芯片生产后，仅 需要涂布荧光粉与采用封装胶，省略导线架与打线的步骤，可以直接贴片(SMT)使用，ELC 产品在没有导线架的情况下，发光角度较大，未来可能省略二次光学透镜的使用。 ●台积固态照明则的芯片级封装产品名为PoD(Phosphor on die)，直接将flip chip(覆晶)芯 片打在散热基板上，省略导线架与打线等步骤，同样主打小体积，拥有更高的光通量和更大 的发光角度，幵且可以更容易混色与调控色温特性，适用于非指向性光源应用。
随着上游芯片产能不断扩产，封装行业已经步入微利时代，许多企 业为了抢夺客户大打价格牌，激烈的价格竞争和无序的业内生态链促使行 业开始需求新的封装工艺。而具有提升发光效率以及提高散热能力等优势 的倒装LED芯片技术的革新与应用正是当今封装企业专注研发的重点。
倒装芯片介绍
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：
Flip-Chip倒装焊芯片原理
（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。
一种芯片倒装焊接的方法
一种芯片倒装焊接的方法
芯片倒装焊接是一种在电子制造中常用的技术，通常用于将芯片连接到印刷电路板（PCB）上。
以下是一种常见的芯片倒装焊接方法：
1.准备工作：根据设计要求，将芯片放置在PCB的指定位置上，并使用夹持器或夹子将其稳定固定。
2.涂上焊膏：在芯片引脚和PCB焊盘上涂上焊膏，使焊接更容易。
3.热风预加热：使用热风枪在芯片和PCB之间加热，将其预加热至适当温度，以减少热应力和热冲击。
4.翻转芯片：将芯片翻转，使其引脚朝向PCB。
5.再次加热：使用热风枪在PCB的底部加热，将芯片的引脚和PCB焊盘连接在一起。
6.冷却：等到焊接完成后，用冷水或冷风快速冷却电路板，以确保焊点变硬。
7.视觉检查：检查焊点是否正确连接，并清除任何残留在焊盘上的焊胶。
芯片倒装工艺
芯片倒装工艺
芯片倒装工艺，是一种将芯片反转并封装的技术，主要应用于大型集
成电路和数字信号处理器等高端芯片产品。
在传统封装技术中，芯片
一般是正面朝上，通过线路焊接等方式连接到封装器上。
而倒装工艺
则将芯片翻转后，将芯片焊接在封装器底部的铜带上，通过金线等连
接芯片和封装器。
芯片倒装工艺主要优点是实现更高的密度，更小的封装体积和更好的
散热效果。
由于芯片在倒装工艺中指向封装器的底部，所以可以减小
芯片与外部环境之间的距离，优化热传递效率。
此外，在倒装工艺中，芯片的引脚数量可以更高，因而可以实现更高的电路密度和更高的运
算速度。
然而，倒装工艺仍存在一些缺点。
首先，倒装工艺需要特殊的封装底
板和材料，加强了制造过程的难度和成本。
其次，倒装工艺对于芯片
间的接线等细节要求非常严格，其中不良的接线会导致芯片运行失败，并且难以检测。
最后，芯片倒装工艺在与外部世界的连接中需要较高
的精度，进行倒装工艺的生产线也对操作员要求更高，芯片共振也可
能影响系统性能。
总的来说，芯片倒装工艺的应用具有多重优点，同时也存在一些制造
和质量控制的挑战。
可以预见的是，随着电子产业的发展，芯片倒装工艺在高端芯片产品中将会成为越来越重要的封装技术。
BGACSP和倒装焊芯片面积阵列封装技术
BGACSP和倒装焊芯片面积阵列封装技术摘要：随着表面安装技术的迅速发展，新的封装技术不断出现，面积阵列封装技术成了现代封装的热门话题，而BGA/CSP和倒装焊芯片（Flip Chip）是面积阵列封装主流类型。
BGA/CSP和倒装焊芯片的出现，适应了表面安装技术的需要，解决了高密度、高性能、多功能及高I/O数应用的封装难题。
本文介绍了BGA/CSP和倒装焊芯片的封装理论和技术优势及制造流程，并阐述了植球机的基本构成和工作原理。
关键词：面积阵列封装；BGA；CSP；倒装焊芯片；植球机Area Array Pack age――BGA/CSP & flip chipLUO Wei-cheng，LIU Da-quan（Shanghai MICSON Semiconductor Equipment Co., Ltd.Shanghai 201114,China）Abstract：With the rapid development of surface mounting technology, new packaging technologies arise continually andarea array packaging technology becomes the main topics of contemporary packages. BGA/CSP and Flip Chip are two of the main area array types. BGA /CSP and flip chip meet the demand of surface mount technology, and resolve the applications with high density, high performance, multiple functions and high I/O counts. In this article, many issues of BGA /CSP and flip chip, such as structure, type, application, development etc are described and introduced. The ball mounting system’s struct ure and principle are also introduced.Keywords：Area array package；BGA；CSP；Flip Chip；ball mounterBGA/CSP（球栅阵列）和倒装片（Flip Chip）作为当今大规模集成电路的封装形式，引起了电子组装行业的关注，并且已经在不同领域中得到应用。
LED芯片倒装工艺原理
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。
倒装芯片技术分析
倒装芯片技术分析摘要倒装芯片封装技术(fc)是由ibm公司在上个世纪60年代开发的,即将芯片正面朝下向基板进行封装。
本文论述了倒装芯片技术的优点,并对其凸点形成技术、测试技术、压焊技术和下填充技术进行了分析,为倒装芯片技术的发展提供借鉴。
关键词倒装芯片技术;优点;凸点技术;测试技术;压焊技术;下填充技术中图分类号tn43 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)25-0169-020 引言倒装芯片封装技术(fc)是由ibm公司在上个世纪60年代开发的,即将芯片正面朝下向基板进行封装。
15年前,几乎所有封装采用的都是引线键合,如今倒装芯片技术正在逐步取代引线键合的位置,这种封装方式无需引线键合,因此可以形成最短电路,从而降低电阻;并且采用金属球进行连接可以缩小封装尺寸,改善电性表现,从而解决了bga为增加引脚数而需扩大体积的困扰。
采用倒装芯片封装技术可以降低生产成本,提高速度及组件的可靠性。
1 倒装芯片技术的优点1.1 完整性、可靠性强倒装芯片相当于一个完全封装的芯片,它是由锡球下的冶金与芯片钝化层密封的,并提供下一级封装的内连接结构。
将一个构造合理的倒装芯片安装在适当载体上用于内连接,即使没有其他灌封,该载体也可以满足所有可靠性要求。
1.2 自我对准能力强在锡球回流时,焊锡受表面张力的作用,可以自动纠正芯片微小的对准偏差,从而提供了装配制造的合格率。
同时倒装芯片技术也提供低电感,在高频应用中起到至关重要的作用。
1.3 将电源带入芯片的每个象限倒装芯片技术可以将电源带入芯片的每个象限,即在整个芯片面积上,其电流是均匀分布的。
1.4 成本低廉倒装芯片技术消除了封装并减小了芯片的尺寸,因此节省了硅的使用量,降低了制作成本。
2 倒装芯片技术分析2.1 形成凸点技术凸点形成技术可以分为淀积金属、机械焊接、基于聚合物的胶粘剂等几个类型。
1)金属电镀技术一般是在电镀槽里,把基片当作阴极,利用静态电流或者脉冲电流来完成焊料的电镀。
LED倒装芯片与倒装焊工艺
则共晶材料就不足够填满表 面不平的地方, 造成流
动性差的情况
如果固晶在比较平滑的支架表面上, 可提升推力
3 Au-Sn共晶的制备方法
Au-Sn二元相图
1. Au-20wt%Sn 2. Au-90wt%Sn
3 Au-Sn共晶的制备方法 预成型片
LED倒装芯片与 倒装焊工艺
Contents
1 2
倒装结构LED芯片 倒装固晶工艺
Au-Sn共晶的制备方法
3
1 倒装结构LED芯片
• 正装/倒装芯片结构对比
器件功率 出光效率 热性能
1 倒装结构LED芯片
• 高可靠性 -机械强度
-散热性能
电性连接点g
点胶 晶片 支架
固晶
2 倒装焊固晶工艺
绝缘胶固晶 以绝缘胶在加热的条件下固化的方式粘合晶 片与支架 特点:1.粘接强度大2.绝缘胶透光可提升亮度
绝缘胶点胶 晶片 支架
固晶
2 倒装焊固晶工艺
固晶工艺
直接 共晶
焊剂 共晶
钎料 固晶
热超声 固晶
2 倒装焊固晶工艺
固晶工艺
固晶工艺
绝缘胶固晶 成本低 工艺成熟 粘接强度高 效率高 工艺简单 粘接强度高 较好的导热性 优越的导热性 无焊剂 优越的导热性 工艺简单 粘接强度高
通过冶金法加工Au-Sn预成型片,相对便宜且易于实现,但很难 加工成焊接所需的很薄的焊片 蒸渡、溅射 采用溅射或蒸等真空沉积技术,可以提供更好的过程控制并能
减少氧化,但是成本高且加工周期长。
电镀
由于镀速缓慢且成分不能精确控制，在芯片上直接电镀制备
Au-20Sn 共晶凸点比较困难.目前采用的是连续电镀方式,即先镀 Au接着镀Sn,其外层的Sn易被氧化,共熔后Au-Sn的组分不好控制。
大功率半导体芯片倒装焊
大功率半导体芯片倒装焊大功率半导体芯片倒装焊是一种常见的芯片封装技术，它在电子行业中具有广泛的应用。
本文将从倒装焊的定义、工艺流程、优势和应用领域等方面进行介绍。
一、倒装焊的定义大功率半导体芯片倒装焊，即将芯片倒装到基板上，并通过焊接技术与基板连接。
倒装焊技术具有焊接可靠性高、散热性能好等特点，被广泛应用于大功率半导体器件封装中。
二、倒装焊的工艺流程倒装焊的工艺流程主要包括准备材料、制备基板、芯片粘贴、焊接和封装等步骤。
1. 准备材料：首先需要准备倒装焊膏、基板、芯片和焊接工具等材料。
2. 制备基板：将基板表面进行清洁处理，以确保焊接的可靠性。
同时，根据芯片的尺寸和形状，制备基板的焊盘和引脚等连接结构。
3. 芯片粘贴：将芯片倒装到基板上，并使用倒装焊膏将芯片固定在基板上。
同时，需要确保芯片与基板之间的电连接可靠。
4. 焊接：使用热风枪或烙铁等工具，对芯片进行焊接。
焊接过程中需要控制温度和焊接时间，以确保焊接的质量。
5. 封装：在焊接完成后，需要进行封装处理，以保护芯片免受外界环境的影响。
三、倒装焊的优势大功率半导体芯片倒装焊具有以下优势：1. 散热性能好：倒装焊可以将芯片与基板直接接触，有效提升散热性能。
这对于大功率半导体器件来说尤为重要，可以有效解决散热问题，提高芯片的工作效率和寿命。
2. 尺寸小：倒装焊可以使芯片与基板的连接更加紧密，因此可以实现更小尺寸的封装。
这对于电子产品的微型化和轻量化有着重要意义。
3. 电连接可靠：倒装焊可以实现芯片与基板的直接电连接，减少了导线的长度和接头的数量，从而降低了电阻和电感，提高了电连接的可靠性。
四、倒装焊的应用领域大功率半导体芯片倒装焊广泛应用于电源模块、功率放大器、无线通信设备、工业自动化等领域。
以电源模块为例，倒装焊可以实现功率器件和散热模块的紧密结合，有效提升电源模块的工作效率和可靠性。
总结：大功率半导体芯片倒装焊是一种常见的封装技术，具有散热性能好、尺寸小和电连接可靠等优势。
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超高出光效率 低电功率损耗 便于驱动电源匹配
应用领域
室内照明领域 室外照明领域
商业照明领域
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核心产品II：5W、10W LED模组芯片
2×2、3×3模组芯片产品
白光光通量：350-600 lm、810-1170 lm
四、倒装焊LED模组的技术特点 ◦芯片无金线互联 ◦简化封裝工艺 ◦节省封裝成本 ◦提高封裝生产良率 ◦背金，支持共晶焊工艺 ◦低热阻，高可靠性 ◦高光效 ◦尺寸小，封裝产品小型化 ◦款式新颖、多样化 ◦可按客戶需求订制
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性能优势: 光电性能
ESD(HBM) >4000V
应用领域
道路照明与景观照明领域 室内照明领域 特种照明（如隧道照明、矿场照明等）
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核心产品III：0.3~0.5W LED芯片
3020芯片产品
光效：>90 lm/W（@150mA） 电压：2.8-3.2 V
电压：5.6-6.4V、8.4-9.6V
便于组合30W、50W、100W等超大功率模组
应用领域
道路照明与景观照明领域 汽车照明领域 特种照明（如隧道照明、矿场照明等）
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产品发展新方向
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2.8 2.6 0 5 10 T(min) 15
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使用B4502样品 室温工作寿命测试
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核心产品I：1W、2W、3W LED芯片
35mil、40mil、45mil、55mil
白光光通量：80 lm - 130 lm 电压：2.8-3.2V
ESD(HBM) >4000V
应用领域
背光源领域
普通照明领域 特种照明（如博物馆照明等）
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核心产品Ⅳ：1W 高压LED芯片
LH4502芯片产品
白光光通量：>100 lm（@20mA） 电压：46-55 V
产品优势
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实例：LED on Ceramic
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谢谢大家！ Thanks! Email: chenqingjian@
芯片产品介绍
芯片工程部——陈庆坚
2011年5月12日
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核心技术
在美国、中国拥有多项核心技术与专利
大功率LED芯片制造技术（国际领先水平） 超大功率倒装焊LED模组（国际领先水平） 倒装焊技术：共晶锡凸点技术，无铅锡凸点
技术，金凸点技术等
正装LED 倒装LED
低 中等
高 高
良好 极好
差 好
垂直结构 LED
高
复杂
相对较低
极好
好
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
三、三种技术实现模组示意图及比较
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
性能优势：热管理
低热阻
客户封装产品热阻低于10 ℃/W
热管理优势
3.6 Output Power(a.u.)
3.4
3.2 Vf(V) 3
更好的热稳定性，更大的电流驱动承受能 1 力 0.8
0.6 0.4 0.2 0 0 350 700 1050 If(mA) 1400 1750 Flip chip LED Normal LED
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
一、三中常见的LED结构
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
二、单晶粒优缺点比较
成本 制程 复杂 性 简单 复杂 良率 可靠性 散热 内置ESD保 护 无 >6000V （HKB），易 于实现 无
高亮度出光
量产1W蓝光芯片，封装后白光光效高达120 lm/W
低工作电压
比传统正装芯片电压低0.2-0.4V
量产芯片电压2.8-3.2V @350mA
大电流驱动
支持高达1000mA 的额定工作电流，饱和电流高达
2800mA
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