倒装封装介绍
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。
led倒装芯片封装技术
led倒装芯片封装技术英文回答：## Flip Chip LED Packaging Technology.Flip chip LED packaging technology is a method of mounting LED chips on a printed circuit board (PCB) with the active side of the chip facing down. This technology offers several advantages over traditional surface mount technology (SMT), including:Reduced package height: Flip chip LEDs are much thinner than SMT LEDs, allowing for the creation of thinner and more compact lighting fixtures.Improved thermal performance: The direct thermal contact between the LED chip and the PCB dissipates heat more efficiently, resulting in longer LED life and improved performance.Higher power density: Flip chip LEDs can be packed more densely than SMT LEDs, enabling the creation of high-power lighting fixtures with a smaller footprint.Lower cost: Flip chip LEDs are less expensive to manufacture than SMT LEDs, making them a more cost-effective option for large-scale lighting applications.Flip chip LED packaging technology is typically used in applications where high power density and thermal performance are critical, such as automotive lighting, street lighting, and commercial lighting.### Flip Chip LED Packaging Process.The flip chip LED packaging process involves the following steps:1. Die preparation: The LED chip is prepared by thinning the substrate and applying a solder mask to the active surface.2. Solder ball attachment: Solder balls are attached to the bottom surface of the LED chip using a solder paste.3. Chip placement: The LED chip is placed on the PCB with the solder balls facing down.4. Reflow soldering: The PCB is heated to melt the solder balls and form a permanent connection between the LED chip and the PCB.5. Encapsulation: The LED chip is encapsulated with a protective epoxy to protect it from the environment.### Advantages of Flip Chip LED Packaging Technology.The advantages of flip chip LED packaging technology include:Reduced package height: Flip chip LEDs are muchthinner than SMT LEDs, allowing for the creation of thinner and more compact lighting fixtures.Improved thermal performance: The direct thermal contact between the LED chip and the PCB dissipates heat more efficiently, resulting in longer LED life and improved performance.Higher power density: Flip chip LEDs can be packedmore densely than SMT LEDs, enabling the creation of high-power lighting fixtures with a smaller footprint.Lower cost: Flip chip LEDs are less expensive to manufacture than SMT LEDs, making them a more cost-effective option for large-scale lighting applications.### Disadvantages of Flip Chip LED Packaging Technology.The disadvantages of flip chip LED packaging technology include:Higher assembly cost: The flip chip LED packaging process is more complex than the SMT process, resulting in higher assembly costs.Limited design flexibility: The rigid nature of the flip chip LED package limits design flexibility, making it difficult to create custom lighting fixtures.Reliability concerns: The flip chip LED package is more susceptible to mechanical stress than the SMT package, raising reliability concerns for applications where vibration or shock is a factor.### Conclusion.Flip chip LED packaging technology offers several advantages over traditional SMT, including reduced package height, improved thermal performance, higher power density, and lower cost. However, this technology also has some disadvantages, including higher assembly cost, limited design flexibility, and reliability concerns. Overall, flip chip LED packaging technology is a valuable option for applications where high power density and thermal performance are critical.中文回答：## 倒装芯片LED封装技术。
倒装封装介绍
倒装封装介绍什么是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。
倒装cob封装工艺
倒装cob封装工艺
倒装COB封装工艺是一种先进的集成电路封装技术，COB是
Chip on Board的缩写，意为芯片直接封装在基板上。
倒装COB封
装工艺相比传统封装技术具有一些优势。
首先，倒装COB封装工艺可以有效减小封装尺寸，提高集成度。
由于芯片直接封装在基板上，不需要额外的封装材料和封装空间，
因此可以实现更小型化的封装，适用于轻薄化、小型化的电子产品
设计。
其次，倒装COB封装工艺可以提高散热性能。
由于芯片直接与
基板接触，热量可以更快更有效地传导到基板上，利于散热，有利
于提高芯片的工作稳定性和可靠性。
此外，倒装COB封装工艺可以降低封装成本。
相比传统封装技术，倒装COB封装省去了一些封装材料和工序，可以降低生产成本，提高生产效率。
然而，倒装COB封装工艺也存在一些挑战和局限性。
例如，对
基板的要求较高，需要优质的基板材料和制造工艺；另外，倒装
COB封装需要特殊的焊接工艺，对生产工艺要求较高。
总的来说，倒装COB封装工艺在一定的应用场景下具有明显的优势，但也需要克服一些技术难题。
随着技术的不断进步和应用需求的不断变化，倒装COB封装工艺有望在未来得到更广泛的应用和发展。
倒装芯片工艺流程
倒装芯片工艺流程倒装芯片工艺流程倒装芯片工艺流程是一种常见的电子封装工艺流程，用于将裸露在外的芯片进行封装，以保护电路并方便集成到电子产品中。
以下是一个典型的倒装芯片工艺流程的简要描述。
首先，首先需要将裸露的芯片放置在一个支撑基板上。
这个基板通常是金属或者塑料材料制成的，具有足够的强度和导热性能。
将芯片定位在基板上，并使用粘合剂将其固定在基板上。
然后，需要进行焊球粘接工序。
焊球是一种微小的金属球，用于实现芯片与外部连接器之间的电子连接。
焊球粘接工艺是通过将焊球粘贴在芯片的连接点上，并使用加热或压力等方式将焊球与芯片连接在一起。
这样一来，芯片的引脚就可以与外部连接器进行电子信号的传输。
接下来，进行封装工序。
这一工序通常使用一种保护性的封装材料将芯片完全覆盖起来，以保护芯片免受外部环境的侵害。
封装材料可以是树脂或塑料等材料，其选择取决于芯片的特性和应用需求。
在封装工序中，封装材料会被涂抹在芯片及其周围的基板上，并进行固化处理，以确保封装的稳定性和可靠性。
最后，进行测试和检验工序。
经过封装的芯片需要通过一系列测试和检验来确保其质量和性能符合要求。
这些测试可以包括电气测试、外观检查和可靠性测试等。
电气测试用于验证芯片的电性能，外观检查用于检查封装的质量和完整性，可靠性测试则用于评估芯片在实际使用环境中的可靠性和稳定性。
综上所述，倒装芯片工艺流程是一种用于将裸露芯片封装成完整电子组件的工艺流程。
它涉及到芯片的定位、焊球粘接、封装和测试等工序。
通过这一工艺流程，可以实现芯片的保护和连接，使其能够集成到电子产品中，并发挥其功能。
倒装芯片工艺流程在电子封装领域具有广泛的应用，并在现代电子产品中发挥着重要的作用。
FC(倒装)
倒装芯片Flip chip(倒装芯片)：一种无引脚结构，一般含有电路单元。
设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球(导电性粘合剂所覆盖)，在电气上和机械上连接于电路。
起源于60年代，由IBM率先研发出，具体原理是在I/Opad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷板相结合，此技术已替换常规的打线接合，逐渐成为未来封装潮流。
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。
倒装封装(FC)方案(二)
倒装封装（FC）方案一、实施背景随着中国制造业的持续发展，对于先进封装技术的需求日益增强。
倒装封装（FC）作为一种具有高密度、高可靠性、高性能的封装技术，已在中国半导体产业中占据了重要地位。
然而，面对国际竞争的挑战和国内产业结构的转型需求，中国需要进一步优化倒装封装的产业结构，提高自主创新能力，以实现产业升级。
二、工作原理倒装封装（FC）是一种将芯片直接放置在具有高导热性能的基板上，通过引脚与基板相连的封装方式。
其工作原理主要依赖于芯片与基板间的热膨胀系数（CTE）匹配，以及焊接点的可靠性。
通过选择与芯片和基板都具有良好相容性的材料，实现芯片与基板的可靠连接，同时优化引脚布局，提高电学性能。
三、实施计划步骤1.技术研发：加大研发投入，集中力量突破关键技术难题，开发具有自主知识产权的倒装封装技术和设备。
2.产学研合作：推动企业与高校、研究机构的深度合作，共同建设技术研发平台，共享资源，提高技术成果转化效率。
3.产业结构调整：优化上下游企业的布局，培育一批具有国际竞争力的倒装封装产业链主导企业，引导产业集聚，形成产业生态。
4.市场推广：鼓励企业拓展市场，推广倒装封装产品在各领域的应用，特别是在5G、物联网、人工智能等新兴产业的推广。
四、适用范围倒装封装技术适用于各种需要高可靠性、高密度、高性能封装的领域，如消费电子、通信设备、航空航天、汽车电子等。
特别是在需要高导热性能和微型化封装的领域中，倒装封装具有显著的优势。
五、创新要点1.材料创新：研发新型高导热性能材料，提高芯片与基板的热传导性能。
2.工艺创新：优化倒装封装的生产工艺，提高生产效率，降低成本。
3.设计创新：根据实际应用需求，设计更先进的倒装封装结构，提高封装的电学性能和机械可靠性。
4.系统集成创新：将倒装封装技术与其它先进技术相结合，如MEMS、3D封装等，开发出更先进的系统集成产品。
六、预期效果1.提高产业竞争力：通过技术创新和产业结构调整，提高中国倒装封装产业的国际竞争力。
封装工艺中倒装(FC)工艺和材料介绍
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
元器件的互连封装技术-倒装芯片技术
2. Philoc－ford等公司制作出Ag－Sn凸点 3. Fairchield——Al凸点 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
Flat tail bump
Raised cross bump Crossed slots bump
Stacked bump
若干问题
在某些情况下，如显示器中的玻璃上芯片(chip-on-glass， COG)，采用焊接连接并不是最合适的选择，而应该考虑采用其 它替代方法。大多数不采用焊接的倒装芯片技术中，芯片是采用 导电胶或者热压、热声的方法连接到基板上的。这些方法的优点 是：
信号传输
总体上说，导电胶的导电性能也比铅锡焊料差，各向同 性导电胶倒装芯片连接点的电阻为几毫欧，而电感、电容的 数值则没有文献报道过。
钉头凸点导电胶连接技术
倒装芯片失效原因——鱼骨图
第二部分
凸点及其制作
凸点的制作
UBM 凸点形成
对UBM的要求－01
➢ 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 。确保钝化层没有针孔是很重要的， 否则就 会在UBM的过程中产生破坏IC的隐患.
可靠性
与一般的焊点连接一样，热压倒装芯片连接的可靠 性也要受到基板与芯片的热膨胀系数(CTE)失配的影响，此 外焊点的高度、焊点之间的最大间距亦会对可靠性造成影 响。连接区的裂纹多是在从连接温度冷却下来的过程中产 生的。
正装结构与倒装结构封装工艺流程
LED芯片主要的两种流派结构介绍
正
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
装 片结构。正装结构，上面通常涂敷一层环氧树脂，下面采用蓝宝石为衬底，
结 构
电极在上方，从上至下材料为：P-GaN、发光层、N-GaN、衬底。
介
正装结构有源区发出的光经由P型GaN区和透明电极出射，采用的方法
色坐标唯一确定一个颜色，对应唯一的色温；但 色温不对应唯一色坐标。所以企业使用色坐标参 考led颜色，使用色温作为区分冷暖光。注：同一 色温下，仍有不同的颜色。
色坐标
LED两种芯片结构的封装工艺流程及技术
LED正装结构的封装介绍---填充胶
点完荧光粉需进烤箱烘烤1h，温度150℃。烤完LED的色温会 升高，xy色坐标会下降。
LED两种芯片结构的封装工艺流程及技术
LED正装结构的封装介绍
引 脚 式 封 装 工 艺 流 程
LED两种芯片结构的封装工艺流程及技术
LED正装结构的封装介绍 1W 大功率LED封装工艺流程
固晶站
焊线站
灌胶站
测试站
分光站
LED两种芯片结构的封装工艺流程及技术
LED正装结构的封装介绍 1W 大功率LED封装工艺流程
芯片发出的光颜色 荧光粉发光的颜色
LED最终颜色
影响光色的因素
芯片的波长与光强
荧光粉的特性（色坐标位置）
荧光粉与胶水的比例
搅拌条件，均匀度 添加剂的比例 （加强散射和吸收）
… 荧光粉胶的点胶量
荧光胶的粘度 点胶设备参数控制
LED芯片
LED两种芯片结构的封装工艺流程及技术
LED正装结构的封装介绍---点荧光粉
在制作工艺上，除了 要对LED芯片的两个电极 进行焊接，从而引出正极、 负极之外，同时还需要对 LED芯片和两个电极进行 保护。
FC、BGA、CSP三种封装技术。
最早的表面安装技术——倒装芯片封装技术（FC）形成于20世纪60年代，同时也是最早的球栅阵列封装技术（BGA）和最早的芯片规模封装技术（CSP）。
倒装芯片封装技术为1960年IBM公司所开发，为了降低成本，提高速度，提高组件可靠性，FC使用在第1层芯片与载板接合封装，封装方式为芯片正面朝下向基板，无需引线键合，形成最短电路，降低电阻；采用金属球连接，缩小了封装尺寸，改善电性表现，解决了BGA为增加引脚数而需扩大体积的困扰。
再者，FC通常应用在时脉较高的CPU或高频RF上，以获得更好的效能，与传统速度较慢的引线键合技术相比，FC更适合应用在高脚数、小型化、多功能、高速度趋势IC的产品中。
随着电子封装越来越趋于向更快、更小、更便宜的方向发展，要求缩小尺寸、增加性能的同时，必须降低成本。
这使封装业承受巨大的压力，面临的挑战就是传统SMD封装技术具有的优势以致向我们证实一场封装技术的革命。
2 IBM的FCIBM公司首次成功地实施直接芯片粘接技术（DCA），把铜球焊接到IC焊盘上，就像当今的BGA 封装结构。
图1示出了早期固态芯片倒装片示意图。
IBM公司继续采用铜球技术并寻求更高生产率的方法，最终选择的方案为锡-铅焊料的真空淀积。
为了形成被回流焊进入球凸点的柱状物，应通过掩模使焊料淀积。
由于淀积是在圆片级状况下完成的，因而此过程获得了良好的生产率。
这种凸点倒装芯片被称为C4技术（可控塌陷芯片连接）一直在IBM公司和别的生产厂家使用几十年，并保持着高的可靠性记录。
虽然C4在更快和更小方面显得格外突出，但是呈现出更节省成本方面的不足。
与C4相关的两个重要的经济问题是：形成凸点的成本和昂贵的陶瓷电路的各项要求。
然而，正确的形成凸点技术及连接技术能够提供更进一步探求较低成本的因素。
3 形成凸点技术凸点形成技术分为几个简单的类型，即淀积金属、机械焊接、基于聚合物的胶粘剂以及别的组合物。
最初的C4高铅含量焊料凸点，熔点在300℃以上，被低共熔焊料和胶粘剂代替，从而使压焊温度下降到易于有机PCB承受的范围。
芯片倒装技术及芯片封装技术
源区上布置焊料凸点还取决于IC电路的电机能和敏捷度。除此之外，还有其它的IC设计考虑， 但晶片凸点制作公司拥有专门的IC焊点与布局设计准则来保证凸点的可靠性，从而可确保互 连的可靠性。
配、模版印刷、或喷涂等。每一种方法都有其长处和应用范围。贴装设备上通常要装有焊剂 或粘接胶浸润组件。这种方法具备将焊剂固定到芯片凸点上的长处。
控制焊剂膜的高度和盘的旋转速度对批量出产的可重复性十分必要。焊剂分配工艺必需 精确控制焊剂的分配量与可重复性。模版印刷焊剂合用于大批量制造，但对逆流设备的要求 较高。无论采用哪一种方法，在粘贴倒装芯片器件时都必需考虑材料的特性和所用焊剂的兼 容性。
主要的板设计考虑包括金属焊点的尺寸与相关的焊料掩模启齿。首先，必需最大限度地 增加板焊点位置的润湿面积以形成较强的结合点。但必需留意板上润湿面积的大小应与 UBM 的直径相匹配。这有助于形成对称的互连，并可避免互连一真个应力高于另一端，即应力不 均衡题目。实际上，设计时，通常会采用使板的焊点直径略大于 UBM直径的方法，目的是将 接合应力集中在电路板一端，而不是较弱的IC上。对焊膏掩模启齿进行适当的设计可以控制 板焊点位置上的润湿面积。
倒装芯片技术倒装芯片技术\\\"，这一名词包括很多不同的方法。每一种方法都有很多 不同之处，且应用也有所不同。例如，就电路板或基板类型的选择而言，不管它是有机材料、 陶瓷材料仍是柔性材料，都决定着组装材料(凸点类型、焊剂、底部填充材料等)的选择，而 且在一定程度上还决定着所需设备的选择。在目前的情况下，每个公司都必需决定采用哪一 种技术，选购哪一类工艺部件，为知足未来产品的需要进行哪一些研究与开发，同时还需要 考虑如何将资本投资和运作本钱降至最低额。
倒装封装工艺流程
倒装封装工艺流程一、什么是倒装封装。
倒装封装呢，简单来说，就像是给芯片来一场特殊的“换装”。
咱们平常看到的芯片，它的连接方式有点像正着装的衣服，传统的封装就像是普通的穿衣方式。
而倒装封装就像是把衣服反过来穿，把芯片的连接部分直接倒扣在基板上。
这样做的好处可多啦。
比如说可以让芯片和基板之间的连接更紧密，信号传输就像开了小跑车一样快。
而且这种封装方式能让整个芯片在很小的空间里实现更多的功能，就像把很多小宝藏都塞到一个小盒子里还井井有条呢。
二、前期准备。
在开始倒装封装之前，有好多东西得准备好。
就像咱们出门旅行，得把行李收拾好一样。
首先得有合适的芯片，这个芯片就像是我们要打扮的小主角。
芯片的质量得过关呀，要是芯片有毛病，那就像人身体不舒服还想跑马拉松，肯定不行。
然后就是基板啦，基板就像是芯片的小床，要稳稳当当的。
这个基板的材质、尺寸都得精心挑选。
比如说，如果要在手机里用，那就得选那种小巧又耐用的基板。
而且，还得准备好连接材料呢，这连接材料就像是把芯片和基板粘在一起的胶水，不过这胶水可有高科技含量哦，要保证它们连接得牢固又能很好地导电。
三、芯片处理。
芯片不能就这么直接倒扣上去呀，得先处理一下。
芯片的表面可能会有一些小杂质，就像人脸上的小痘痘一样，得把它们清理掉。
这时候就需要用到一些特殊的清洁设备和溶液，小心翼翼地把芯片表面擦得干干净净。
然后呢，芯片的连接点也得处理好。
这些连接点就像是芯片的小手脚，要让它们做好准备，去和基板亲密接触。
有时候还需要对连接点进行一些小小的加工，比如让它们变得更平整或者增加一些特殊的涂层，这样连接起来就会更顺畅。
四、倒装连接。
这可是倒装封装的关键步骤呢。
把处理好的芯片小心翼翼地倒扣在基板上。
这个过程得非常精准，就像把一颗小钻石镶嵌到戒指上一样。
操作的设备得很精密，一点点的偏差都可能导致芯片和基板连接不好。
连接的时候，之前准备好的连接材料就开始发挥大作用啦。
它要确保芯片和基板之间的电气连接是完美的，信号能够畅通无阻地在两者之间跑来跑去。
LED倒装封装结构的优势
LED倒装封装结构的优势本文对比研究了垂直结构LED 和倒装结构LED 随着电流增大的光输出变化规律，并且与普通正装LED 进行了比较，得出了倒装结构LED具有更好的抗大电流冲击稳定性和光输出性能。
白光发光二极管(LED)因其节能、环保、可靠性高和设计灵活等优点在照明领域得到广泛开发和应用。
为了满足日益增长的照明需求，较大输出功率LED的研发和技术改进得到了广泛开展。
1、正装封装结构的缺陷目前，商业化的LED很多采用金线将芯片的PN结与支架正负极连接的正装封装结构。
然而，随着输出功率的不断提高，制约大功率LED发展的光衰较大和光淬灭等失效问题相继涌现。
淬灭失效的主要原因是金线断裂。
在金线引线连接过程中，受到金纯度、键合温度、金线弯曲度、焊接机精度和键合工艺等多重因素影响，造成金线断开而淬灭。
其次，混合荧光粉的硅胶涂覆在芯片表面，起到光转化作用和保护金线等双重作用，当芯片通电后温度上升，由于硅胶热胀冷缩等原因将对金线和焊点产生冲击，焊点脱焊，造成淬灭。
光衰较大失效的主要原因是硅胶的黄化或透过率降低。
正装结构LED p、n电极在LED 的同一侧，电流须横向流过n-GaN层，导致电流拥挤，局部发热量高，限制了驱动电流;其次，由于蓝宝石衬底导热性差，严重阻碍了热量的散失。
在长时间使用过程中，因为散热不好而导致的高温，影响到硅胶的性能和透过率，从而造成较大的光输出功率衰减。
因此，为了改善正装封装LED的金线易断裂和散热不好等问题，业内研究者们相继发明了垂直结构LED和倒装结构LED。
相较于正装LED，垂直结构采用高热导率的衬底(Si、Ge和Cu等衬底)取代蓝宝石衬底，在很大程度上提高散热效率;垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，通过n电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，横向流动的电流极少，可以避免局部高温。
但是目前垂直结构制备工艺中，蓝宝石剥离工艺较难，制约了产业化发展进程。
而另一项发明的倒装结构LED，因其可以集成化、批量化生产，制备工艺简单，性能优良，逐渐得到了照明行业的广泛重视。
正装与倒装芯片的封装
倒装芯片的封装倒装芯片通常是功率芯片主要用来封装大功率LED(>1W)，正装芯片通常是用来进行传统的小功率φ3～φ10的封装。
因此，功率不同导致二者在封装及应用的方式均有较大的差别，主要区别有如下几点：1. 封装用原材料差别：2．封装制程区别：(1).固晶：正装小芯片采取在直插式支架反射杯内点上绝缘导热胶来固定芯片，而倒装芯片多采用导热系数更高的银胶或共晶的工艺与支架基座相连，且本身支架基座通常为导热系数较高的铜材；(2).焊线：正装小芯片通常封装后驱动电流较小且发热量也相对较小，因此采用正负电极各自焊接一根φ0.8～φ0.9mil金线与支架正负极相连即可；而倒装功率芯片驱动电流一般在350mA以上，芯片尺寸较大，因此为了保证电流注入芯片过程中的均匀性及稳定性，通常在芯片正负级与支架正负极间各自焊接两根φ1.0～φ1.25mil的金线；(3).荧光粉选择：正装小芯片一般驱动电流在20mA左右，而倒装功率芯片一般在350mA左右，因此二者在使用过程中各自的发热量相差甚大，而现在市场通用的荧光粉主要为YAG，YAG自身耐高温为127℃左右，而芯片点亮后，结温(Tj)会远远高于此温度，因此在散热处理不好的情况下，荧光粉长时间老化衰减严重，因此在倒装芯片封装过程中建议使用耐高温性能更好的硅酸盐荧光粉；(4).胶体的选择：正装小芯片发热量较小，因此传统的环氧树脂就可以满足封装的需要；而倒装功率芯片发热量较大，需要采用硅胶来进行封装；硅胶的选择过程中为了匹配蓝宝石衬底的折射率，建议选择折射率较高的硅胶(>1.51)，防止折射率较低导致全反射临界角增大而使大部分的光在封装胶体内部被全反射而损失掉；同时，硅胶弹性较大，与环氧树脂相比热应力比环氧树脂小很多，在使用过程中可以对芯片及金线起到良好的保护作用，有利于提高整个产品的可靠性；(5).点胶：正装小芯片的封装通常采用传统的点满整个反射杯覆盖芯片的方式来封装，而倒装功率芯片封装过程中，由于多采用平头支架，因此为了保证整个荧光粉涂敷的均匀性提高出光率而建议采用保型封装(Conformal-Coating)的工艺；示意图如下：(6).灌胶成型：正装芯片通常采用在模粒中先灌满环氧树脂然后将支架插入高温固化的方式；而倒装功率芯片则需要采用从透镜其中一个进气孔中慢慢灌入硅胶的方式来填充，填充的过程中应提高操作避免烘烤后出现气泡和裂纹、分层等现象影响成品率；(7).散热设计：正装小芯片通常无额外的散热设计；而倒装功率芯片通常需要在支架下加散热基板，特殊情况下在散热基板后添加风扇等方式来散热；在焊接支架到铝基板的过程中建议使用功率<30W的恒温电烙铁温度低于230℃，停留时间<3S来焊接；(8).封装后成品示意图：APT芯片使用说明一.18mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：826μm x826μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.0mil，正负极各打一根金线即可；5．封装注意事项：(1).建议使用直插式支架(2).使用银胶，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议提高YAG荧光粉与环氧树脂的配比(9～12%，正白光)，点胶水成“微凸”即可，如不调整比例在封装过程极易出现溢胶现象；6．驱动电流：120mA二.24mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：1300μm x820μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.25mil，正负极各打一根或两根金线即可；5．封装注意事项：(1).建议使用直插式支架或dome power支架(带铝基板)(2).使用银胶，银胶请在硅板下并列点两点，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议提高YAG荧光粉与环氧树脂的配比(直插式：9～12%，正白光；domepower:7% 左右，正白光)，点胶水成“微凸”即可，直插式如不调整比例在封装过程极易出现溢胶现象；6．驱动电流：150mA三.40mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：1910μm x820μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.25mil，正负极各打两根金线即可；5．封装注意事项：(1).dome power支架(带铝基板)(2).使用银胶，银胶请在硅板下并列点两点，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议使用硅胶，点荧光粉使用折射率1.53左右的硅胶如GE5332；填充透镜建议使用折射率约1.41左右的硅胶如9022；(4).白光封装建议提高YAG荧光粉与硅胶的配比(7% 左右，正白光)，点胶水成“微凸”即可6．驱动电流：350mA。
FC倒装芯片技术介绍
FC倒装芯片装配技术介绍（Flip-Chip）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”。
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 Collapse 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、MCM、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）。
与此同时，它已经成为小型I/O应用有效的互连解决方案。
随着微型化及人们已接受SiP，倒装芯片被视为各种针脚数量低的应用的首选方法。
LED封装的正装倒装与垂直结构解析
LED封装的正装倒装与垂直结构解析随着成都LED灯市场爆发的日益临近，LED封装技术的研发竞争也十分激烈。
目前GaN 基LED封装主要有正装结构、倒装结构和垂直结构三种。
当前较为成熟的是III族氮化物氮化镓用蓝宝石材料作为衬底，由于蓝宝石衬底的绝缘性，所以普通的GaN 基LED 采用正装结构。
正装结构有源区发出的光经由P 型GaN区和透明电极出射。
该结构简单，制作工艺相对成熟。
然而正装结构LED有两个明显的缺点，首先正装结构LED p、n 电极在LED 的同一侧，电流须横向流过n-GaN 层，导致电流拥挤，局部发热量高，限制了驱动电流;其次，由于蓝宝石衬底的导热性差，严重的阻碍了热量的散失。
上图为LED传统封装结构示意图为了解决散热问题，美国Lumileds Lighting 公司发明了倒装芯片(Flipchip)技术。
这种方法首先制备具有适合共晶焊接的大尺寸LED芯片，同时制备相应尺寸的硅底板，并在其上制作共晶焊接电极的金导电层和引出导电层(超声波金丝球焊点)。
然后，利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与硅底板焊在一起。
到装结构在散热效果上有了很大的改善，但是通常的GaN基到装结构LED仍然是横向结构，电流拥挤的现象还是存在，仍然限制了驱动电流的进一步提升。
上图为LED倒装结构示意图垂直结构可以有效解决正装结构LED的两个问题，垂直结构GaN基LED采用高热导率的衬底(Si、Ge以及Cu等衬底)取代蓝宝石衬底，在很大程度上提高了散热效率;垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，通过n电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，横向流动的电流极少，可以避免正装结构的电流拥挤问题，提高发光效率，同时也解决了P极的遮光问题，提升LED的发光面积。
蓝宝石层的剥离是其工艺难点。
上图为LED垂直封装结构示意图虽然倒装与垂直封装存在明显的优越性，但由于工艺尚不成熟，目前还只有少量厂家批量生产，相信随着技术进步，克服工艺与技术难关，将来会成为主流LED封装生产方式。
倒装芯片器件封装
2.3倒装焊封装器件材料的力 学属性
2.3下填充技术
• 下填充工艺有两种，底部流动填充和底部不流动填充 ，应根据不同的需求选择合适的填充工艺。底部流动 填充工艺，是在毛细表面张力作用下，胶填充芯片和 慕板底部空隙之间，胶的流动能够使芯片和基板之间 的气体尽量驱除出去，减少气泡的残留。芯片与基板 之间空隙足够大，可选用底部流动填充工艺，如果芯 片面积特别大或芯片与基板的空隙小可以选择底部不 流动填充工艺，应根据不同的需要选择相应的填充工 艺。
• 还有另外一种蒸渡形式，采用光刻胶代 替掩膜。钎料蒸发并沉积到焊盘和光刻 胶上，在光刻胶和焊盘上沉积的钎料是 不连续的，通过随后取下的光刻胶，则 其上的钎料也被去除，剩余的钎料即形 成钎料凸点。
2.2.2印刷法
2.2.2印刷法
• 现在大量采用的模板印刷方法是通过涂 刷器和模板，将钎料涂刷在焊盘上。目 前广泛应用在200μm~400μm的焊盘间 距印刷。对小间距焊盘，由于模板印刷 不能均匀分配焊料体积，应用受到了限 制。
• ACA的固化形式有热固型、热塑型和紫 外光固化型（UV）几种。 • 其中，以UV型最佳，热固型次之。 • UV型的固化速度快，无温度梯度，故芯 片和基板均不需加热，因此不用考虑由 UV照射固化产生的微弱能量引起的热不 匹配问题。
2.1.3超声热压倒装芯片焊接 法
2.1.3超声热压倒装芯片焊接 法
2.2.7 凸点制作工艺小结
• 凸点的制作方法有很多,各自适应于特定的要 求,都有一定的应用,然而现有各种方法都存在 一定的缺点,技术还不够成熟。对倒装芯片技 术来说,尽管与以往的封装技术相比有明显的 优势,但要使其得到广泛的应用,必须使其工艺 成本不超过以往的电子封装技术。为获得成本 优势,需要新的封装材料与工艺,而选择一种合 适的凸点制作技术则是非常重要。现有技术仍 不能完全满足要求,新的更具有优势的凸点制 作技术仍有待发展。
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倒装封装介绍
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。
LED倒装芯片的优点
一是没有通过蓝宝石散热，可通大电流使用；二是尺寸可以做到更小，光学更容易匹配；三是散热功能的提升，使芯片的寿命得到了提升；四是抗静电能力的提升；五是为后续封装工艺发展打下基础。
什么是LED倒装芯片
据了解，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“倒装芯片”。
倒装LED芯片，通过MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长GaN基LED结构层，由P/N结发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。
在倒装芯片的技术基础上，有厂家发展出了LED倒装无金线芯片级封装。
什么是LED倒装无金线芯片级封装
倒装无金线芯片级封装，基于倒装焊技术，在传统LED芯片封装的基础上，减少了金线封装工艺，省掉导线架、打线，仅留下芯片搭配荧光粉与封装胶使用。
作为新封装技术产品，倒装无金线芯片级光源完全没有因金线虚焊或接触不良引起的不亮、闪烁、光衰大等问题。
相比于传统封装工艺，芯片级光源的封装密度增加了16倍，封装体积却缩小了80%，灯具设计空间更大。
倒装无金线芯片凭借更稳定的性能、更好的散热性、
更均匀的光色分布、更小的体积，受到越来越多LED灯具企业和终端产品应用企业的青睐。
LED倒装芯片普及的难点：
1、倒装LED技术目前在大功率的产品上和集成封装的优势更大，在中小功率的应用上，成本竞争力还不是很强。
2、倒装LED颠覆了传统LED工艺，从芯片一直到封装，这样会对设备要求更高，就拿封装才说，能做倒装芯片的前端设备成本肯定会增加不少，这就设置了门槛，让一些企业根本无法接触到这个技术。
LED倒装芯片厂商推荐：
晶科电子作为国内唯一一家成熟应用倒装焊接（Flip-chip）技术的大功率LED集成芯片领导品牌，今年重拳出击推出了“芯片级LED照明整体解决方案”，能在LED芯片制成工艺中，通过新型晶片级工艺，完成一部分传统封装工艺或者节省传统封装工艺环节，使LED最终封装体积缩小，性能更加稳定。
其“易系列”和陶瓷基COB产品全部采用基于APT专利技术--倒装焊接技术，实现了单芯片及多芯片模组的无金线、无固晶胶封装，具有高亮度、高光效、高可靠性、低热阻、颜色一致性好等诸多优点。
德豪润达“北极光”1A LED照明级高驱动电流倒装芯片，该芯片在1A的电流驱动下可实现310流明，在700ma电流驱动下可达255流明LED芯片，除了单点光通量高，适合配光设计，演绎照明艺术；舒适的光色品质，为高品质照明环境专业设计；同时还具有客户满意的光效性能和性价比；业界领先的热学性能；回流焊工艺（IPC/JEDEC
J-STD-020C）；湿气敏感等级1；耐静电电压8000V（人体模式）。
倒装芯片可以广泛应用于液晶背光、大功率LED照明产品，如路灯、汽车灯等。
华灿光电作为国内LED芯片的制造商之一，在对白光LED的研究与开发积累了相当多的经验并形成了自主知识产权的基础上，对倒装LED的工艺做了深入细致的研究，不断提升外延和芯片工艺技术，目前倒装芯片45mil产品试验亮度为@1A，100lm/W，达到国内领先水准。
华灿光电的专业研发团队致力于倒装LED芯片的研究与开发，目前已研发成功，最终将实现倒装LED芯片产品产业化。