倒装芯片键合技术
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。
LED芯片倒装封装
LED芯片倒装封装传统正装的LED蓝宝石衬底的蓝光芯片电极在芯片出光面上的位置如图1所示。
由于p型GaN掺杂困难，当前普遍采用p型GaN上制备金属透明电极的方法，从而使电流扩散，以达到均匀发光的目的。
但是金属透明电极要吸收30%~40%的光，因此电流扩散层的厚度应减少到几百nm。
厚度减薄反过来又限制了电流扩散层在p型GaN层表面实现均匀和可靠的电流扩散。
因此，这种p型接触结构制约了LED芯片的工作电流。
同时，这种结构的pn结热量通过蓝宝石衬底导出，由于蓝宝石的导热系统为35W/(m·K)（比金属层要差），因此导热路径比较长。
这种LED芯片的热阻较大，而且这种结构的电极和引线也会挡住部分光线出光。
图1 传统蓝宝石衬底的GaN芯片结构示意图倒装封装总之，传统正装的LED芯片对整个器件的出光效率和热性能而言不是最优的。
为了克服正装的不足，美国Lumileds Lighting 公司发明了Flipchip （倒装芯片）技术，如图2 所示。
图2 倒装芯片示意图这种封装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。
目前，市场上大多数产品是生产芯片的厂家已经倒装焊接好的，并装上防静电保护二极管。
封装厂家将硅底板与热沉用导热胶粘在一起，两个电极分别用一根φ3mil金丝或两根φ1mil金丝。
综上所述，在做好倒装芯片的基础上，在封装时应考虑三个问题：·由于LED是W级芯片，那么应该采用直径多大的金丝才合适？·二是怎样把倒装好的芯片固定在热沉上，是用导热胶还是用共晶焊接？·三是考虑在热沉上制作一个聚光杯，把芯片发出的光能聚集成光束。
根据热沉底板不同，目前市场上常见有两种热沉底板的倒装法：一是上述介绍的利用共晶焊接设备，将大尺寸W级LED芯片与硅底板焊接在一起，这称为硅底板倒装法。
集成电路封装考试答案
名词解释：1. 集成电路芯片封装：利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引用接线端子并通过可塑性绝缘介质灌装固定，构成整体立体结构的工艺。
2. 芯片贴装：3.是将IC 芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。
4. 芯片互联：5. 将芯片与电子封装外壳的I/O 引线或基板上的金属布线焊区相连接。
6. 可焊接性:指动态加热过程中，在基体表面得到一个洁净金属表面，从而使熔融焊料在基体表面形成良好润湿能力。
7. 可润湿性：8.指在焊盘的表面形成一个平坦、均匀和连续的焊料涂敷层。
9.印制电路板：10.为覆盖有单层或多层布线的高分子复合材料基板。
11. 气密性封装：12. 是指完全能够防止污染物（液体或固体）的侵入和腐蚀的封装。
13. 可靠性封装：14. 是对封装的可靠性相关参数的测试。
15. T/C 测试：16. 即温度循环测试。
17. T/S 测试：18. 测试封装体抗热冲击的能力。
19.TH测试：20.是测试封装在高温潮湿环境下的耐久性的实验。
21.PC测试：22.是对封装体抵抗抗潮湿环境能力的测试1. 芯片封装实现了那些功能？24.是测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性实验。
封装产品长时间放置在高温氮气炉中，然后测试它的电路通断情况。
25.Precon测试：26.模拟包装、运输等过程，测试产品的可靠性。
27.金线偏移：28. 集成电路元器件常常因为金线偏移量过大造成相邻的金线相互接触从而产生短路，造成元器件的缺陷。
29. 再流焊：30. 先将微量的铅锡焊膏印刷或滴涂到印制板的焊盘上，再将片式元器件贴放在印制板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件分印制板放在再流焊设备的传送带上。
简答：传递电能、传递电路信号、提供散热途径、结构保护与支持2．芯片封装的层次五个层次：零级层次:在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺第一层次：芯片层次的封装第二层次：将第一个层次完成的封装与其他电子元器件组成的一个电路卡的工艺第三层次：将第一个层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板上使之成为一个部件或子系统的工艺第四层次：将数个子系统组装成一个完整电子产品的工艺过程3.简述封装技术的工艺流程硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、芯片互联、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码4.芯片互联技术有哪几种?分别解释说明打线23. HTS测试:健合技术（WB）:将细金属线或金属按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上形成电路互联。
关于微电子连接技术的相关研究
关于微电子连接技术的相关研究微电子连接技术是微电子封装技术不可缺少的组成部分，同时在其中占据相当重要的位置，这可在一定程度上说明微电子连接技术的是重要性与必要性。
芯片封装技术中的引线键合技术、栽带自动键合技术、倒装芯片键合技术等微电子连接技术以及微电子组装中适合自动化、大批量生产使用的波峰焊和再流焊技术都微电子封装技术之间存在不可分割的密切联系，也就是说在实际工作中必须实现对上述内容的充分考虑，最终促使其实现环保的需求与目标。
标签：微电子；连接技术；研究微电子封装可以说是一个紧凑的封装体，其中主要包括十万乃至数百万个半导体元件，也就是集成电路芯片，在外界提供电源的基础之上可实现与外界的信息交流。
單芯片封装（SCP）设计和制造，芯片互连与组装，封装总体电性能、力学性能、热性能和可靠性设计、封装材料等都是微电子封装所必须涉及的内容。
在不断的发展过程中微电子连接技术也在原有基础上取得较为明显的进步，加工工作也逐渐精细化。
一、微电子封装的发展历程及其连接技术的应用1.发展历程在20世纪80年代以后，以表面安装类型的四边引线封装为主的表面安装技术迅速发展。
它改变了传统的插装形式，器件通过再流技术进行焊接，由于再流焊接过程中焊锡熔化时的表面张力产生自对准效应，降低了对贴片精度的要求，同时再流焊接代替了波峰焊，也提高了组装良品率。
此阶段的封装类型如塑料有引线片式裁体（PLCC）、塑料四边引线扁平封装（PQFP）、塑料小外形封装（PSOP）以及无引线四边扁平封装等。
2.球栅阵列封装20世纪90年代，随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，硅单芯片集成度不断提高，对集成电路封装要求更加严格，I/0引脚数急剧增加，功耗也随之增大。
为满足发展的需要，在原有封装品种基础上，又增添了新的品种——球栅阵列封装，简称BGA。
其采用小的焊球作为元件和基板之间的引线连接。
这种BGA突出的优点包括：（1）电性能更好：BGA用焊球代替引线，引出路径短，减少了引脚寄生效应；（2）封装密度更高：由于焊球是整个平面排列，因此对于同样面积，引脚数更高。
倒装芯片键合技术
倒装芯片键合技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个倒装芯片键合技术呀！这玩意儿可神奇了，就像是给电子世界搭起了一座特别的桥梁。
你想想看，那些小小的芯片，就好像是一个个小精灵，它们有着巨大的能量和潜力。
而倒装芯片键合技术呢，就是让这些小精灵能够稳稳地待在它们该在的地方，发挥出它们的本领。
它就像是一个超级厉害的魔术师，能把芯片和基板紧紧地连在一起，让它们亲密无间地合作。
这可不是随随便便就能做到的呀！这需要非常精细的操作和高超的技艺。
比如说吧，就好像我们盖房子，得把每一块砖都放得稳稳当当的，这样房子才不会摇摇晃晃。
倒装芯片键合技术也是这样，要把芯片准确无误地键合到基板上，稍有偏差都不行呢！这可真是个技术活啊！
而且啊，这个技术还在不断发展和进步呢！就像我们人一样，要不断学习和成长。
它变得越来越厉害，能让我们的电子设备越来越小巧、越来越强大。
你再想想，要是没有这个倒装芯片键合技术，我们的手机能这么智能吗？我们的电脑能这么快速吗？那肯定不行呀！它就像是背后的无名英雄，默默地为我们的科技生活贡献着力量。
你说，这倒装芯片键合技术是不是很了不起？它让那些小小的芯片发挥出了大大的作用，让我们的生活变得更加丰富多彩。
我们真应该好好感谢这个神奇的技术呀！它就像是给我们的科技世界注入了一股强大的动力，推动着我们不断向前。
所以呀，可别小瞧了它哟！这就是倒装芯片键合技术，一个充满魅力和神奇的技术！。
倒装芯片键合技术发展现状与展望
倒装芯片键合技术发展现状与展望下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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倒装芯片技术【2024版】
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。
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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
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2024/11/8
Prof. Wu Fengshun,
信号效果比较
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2024/11/8
Prof. Wu Fengshun,
缺点－01
➢ 裸芯片很难测试
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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
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：
芯片互连技术
·陶瓷和塑料BGA、SCP和MCP ·陶瓷和塑料封装QFP ·芯片尺寸封装 (CSP)
WB技术作用机理
提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物，使焊区金 属产生塑性变形，使得引线与被焊面紧密接触，达到原子 间引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊合点。引线键 合键合接点形状主要有楔形和球形，两键合接点形状可以 相同或不同。
采用Al箔：导热性和导电性及机械强度、延展性。
3）凸点金属材料 芯片焊区金属通常为Al，在金属膜外部淀积制
作粘附层和钝化层，防止凸点金属与Al互扩散。典 型的凸点金属材料多为Au或Au合金。
重庆城市管理职业学院
TAB技术的关键材料
第二章
重庆城市管理职业学院
TAB的优点
第二章
1）TAB结构轻、薄、短、小，封装高度<1mm
第二章
测试 完成
重庆城市管理职业学院
第二章
TAB技术的关键材料 1）基带材料
基带材料要求高温性能好、热匹配性好、收缩 率小、机械强度高等，聚酰亚胺（PI）是良好的 基带材料，但成本较高，此外，可采用聚酯类材 料作为基带。
重庆城市管理职业学院
TAB技术的关键材料
第二章
2）TAB金属材料 制作TAB引线图形的金属材料常用Cu箔，少数
腐蚀可导致引线一端或两端完全断开，从而使引线 在封装内自由活动并造成短路。
重庆城市管理职业学院
第二章
载带自动键合（TAB）技术概述
载带自动焊(Tape Automated Bonding，TAB)技术是 一种将芯片组装在金属化柔性高分子聚合物载带上的集成 电路封装技术；将芯片焊区与电子封装体外壳的I/O或基板 上的布线焊区用有引线图形金属箔丝连接，是芯片引脚框 架的一种互连工艺。
倒装键合工艺分类
倒装键合工艺分类倒装键合工艺是一种用于将芯片与基板连接的常用技术，其分类如下所述。
●芯片准备在倒装键合工艺中，芯片是连接基板的关键元件。
为了确保键合过程的顺利进行，需要对芯片进行以下准备：●芯片清洗：去除芯片表面的杂质和污染物，以确保键合过程中的连接质量。
●芯片定位：通过使用定位标记或对准标记，将芯片放置在基板上正确的位置。
基板准备基板是芯片连接的载体，因此需要对基板进行以下准备：●基板清洗：去除基板表面的杂质和污染物，以确保芯片能够牢固地连接在基板上。
●基板上锡：在基板的连接点上涂覆助焊剂，以促进芯片与基板的连接。
倒装键合设备倒装键合设备是用于执行倒装键合工艺的关键设备，其分类如下：●热压倒装键合设备：通过加热和加压的方式，将芯片与基板紧密连接在一起。
●超声倒装键合设备：通过超声波振动能量，将芯片与基板连接在一起。
键合参数设置在倒装键合过程中，需要根据工艺要求设置以下参数：●温度：加热温度是影响倒装键合质量的重要因素。
●压力：加压力度会直接影响芯片与基板的连接牢固程度。
●时间：加热时间会影响芯片与基板的热扩散程度，从而影响连接质量。
键合质量检测为了确保倒装键合的质量，需要进行以下检测：●光学检测：通过使用显微镜等光学仪器观察芯片与基板的连接情况，以判断是否存在连接不良等问题。
●电学检测：通过测试芯片与基板之间的电气性能，以判断连接是否良好。
例如，测试连接点的电阻、电容、电感等参数。
●可靠性测试：通过模拟实际工作环境中的温度、湿度、压力等条件，对连接进行可靠性测试，以确保连接能够满足产品要求。
例如，进行高温存储测试、低温存储测试、温度循环测试等。
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。
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。
倒装键合的工艺步骤
倒装键合的工艺步骤倒装键合啊，这可是个很有意思的工艺呢！咱就来好好聊聊它的那些个步骤。
首先呢，得准备好要键合的芯片和基板。
这就好比要去搭积木，得先把积木块都找齐了不是。
芯片就像是那最特别的一块，而基板就是它要落脚的地方。
然后呢，就是在芯片上制作凸点。
这些凸点就像是小爪子一样，要牢牢抓住基板呢。
想象一下，这凸点就像是小钩子，要稳稳地钩住才行。
接下来，把带有凸点的芯片翻转过来，让凸点朝下，这可不就是倒装嘛。
这时候就好像是让小爪子朝下，准备去抓住目标啦。
再之后呢，就是把倒装的芯片精确地放置到基板上对应的位置。
这可得小心翼翼的，不能有一点儿偏差呀，不然这小爪子可就抓歪了。
到了关键的一步啦，加热！就像是给它们来个温暖的拥抱，让芯片和基板之间的连接更加紧密。
这一加热呀，那些凸点就像是被施了魔法一样，和基板紧紧地融合在一起啦。
哎呀，你说这倒装键合是不是很神奇呀！就这么一步步地，芯片和基板就完美地结合在一起啦。
这就好像是一场奇妙的舞蹈，每个步骤都不能出错，大家配合得那叫一个默契。
你想想看，要是哪一步没做好，那不就像是跳舞的时候踩错了步子，整个节奏都乱啦。
所以啊，每个环节都得认真对待，不能有丝毫马虎。
而且哦，这倒装键合的工艺要求可是很高的呢。
一点点的瑕疵都可能会影响到最终的效果。
就像盖房子，根基没打好，那房子能牢固吗？在这个过程中，那些技术人员就像是魔法师一样，用他们的双手和智慧创造出这神奇的连接。
他们得时刻保持专注，稍有不慎可能就前功尽弃啦。
总之啊，倒装键合这工艺，真的是充满了奥秘和挑战。
只有把每个步骤都做到极致，才能让芯片和基板完美结合，发挥出它们最大的作用呀！你说是不是很厉害呢？。
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。
芯片互连 - 倒装键合
利用树脂的收缩应力，FCB为机械接触，不加热应力小。 适于微小凸点芯片FCB
避免横向导电短路 UV光固化
导电粒子压缩在凸点与基板金属焊区间，只上下导电。 适于各类要求低温度的显示器COC的FCB。
倒装键合的特点
12
(6) 借助于凸点与基板焊区直接焊接。这样就省略了互连线，由互连线产生 的杂散电容和电感要比WB和TAB小得多，因此适合于高频、高速电路和高密 度组装的应用。 缺点： (1) 需要精选芯片 (2) 安装互连工艺有难度，芯片朝下，焊点检查困难 (3) 凸点制作工艺复杂，成本高 (4) 散热能力有待提高
感谢聆听！
凸点制作工艺很多,如蒸发/溅射法、焊膏印刷一回流法、化镀法、电镀法、钉 头法、置球凸点法(SB2- Jet)等。
各种凸点制作工艺各有其特点，关键是要保证凸点的一致性。特别是随着芯片 引脚数的增多以及对芯片尺寸缩小要求的提高，凸点尺寸及其间距越来越小，制 作凸点时又不能损伤脆弱的芯片。
现在主流应用的凸点制作方法是印刷/转写—搭载—回流法。该方法是通过网 板印刷或针转写的方式把助焊剂涂到芯片表面后，通过搭载头把锡球放置到涂有 助焊剂的焊点上，再进入回转炉固化。
凸点制作方法对比
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倒装键合关键技术
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倒装焊
倒装焊技术主要有熔焊、热压焊、超声焊、胶粘连接等。现在应用较 多的有热压焊和超声焊。常用方法有：热压FCB法；再流FCB法(C4)；环氧 树脂光固化FCB法；各向异性导电胶粘接FCB法。
热压焊接工艺要求在把芯片贴放到基板上时，同时加压加热。该方法 的优点是工艺简单，工艺温度低，无需使用焊剂，可以实现细间距连接； 缺点是热压压力较大，仅适用于刚性基底(如氧化铝或硅)，基板必须保证高 的平整度，热压头也要有高的平行度。为避免半导体材料受到不必要的损 害，设备施加压力要有精确的梯度控制能力ontents
声表面波器件工艺原理-9倒装焊工艺原理
声表⾯波器件⼯艺原理-9倒装焊⼯艺原理九，声表器件倒装焊⼯艺原理序：倒装芯⽚（FC）技术，是在芯⽚的焊接区⾦属上制作凸焊点，然后将芯⽚倒扣在外壳基座上，以实现机械性能和电性能的连接，由于FC是通过凸焊点直接与底座相连，因此与其它互连技术相⽐，FC具有最⾼的封装密度、最⼩的封装尺⼨（线焊可焊的最⼩陶瓷外壳为3×3mm，⽽FC可以作到芯⽚级）、最好的⾼频性能（电感⼩）、最⼩的⾼度、最轻的重量，以及产品⾼可靠、⽣产⾼⼯效等。
倒装焊⼯艺：主要由UBM的形成、凸点的制作、倒装焊接三部分组成。
（⼀）UBM的形成：当凸焊点材料与芯⽚上的焊接区⾦属不能很好浸润粘附时（或接触电阻⼤，或热匹配差，或两种材料间易形成会导致键合强度降低的⾦属间化合物），需要在凸焊点与芯⽚压焊块之间置⼊⼀层既能与芯⽚焊接区⾦属良好粘附、⼜能与凸焊点良好浸润、还能有效阻挡两者之间相互反应扩散的⾦属膜（UBM），因我们⽆法找到可同时满⾜上述要求的材料，所以通常UBM由多层⾦属膜组成。
（说明：与凸点连接的还有底座上相应的焊接点，由于在底座制作时该部位已镀有多层⾦属，能满⾜要求，固在此不于讨论。
）1，对UBM的各层要求及材料选择：1）粘附层：要求与铝膜及钝化层间的粘附性好，低阻接触，热膨涨系数接近，热应⼒⼩。
常选⽤材料有：Cr、Ti、Ti-W、Al、V等，因它们与Al浸润性很好，固该层可较薄。
2）扩散阻挡层：能有效阻挡凸焊点材料与铝间的相互扩散，以免形成不利的⾦属间化合物，特别是⾦凸焊点，在⾼温下与铝可⽣成Al2Au、AlAu、AlAu2、Al2Au5等脆性⾦属间化合物及在接触处相互扩散形成空洞，导致键合强度降低甚⾄失效。
该层常⽤材料有：Ti、Ni、Cu、Pd、Pt、Ti-W等。
（当⽤软焊料如PbSn作凸点时，由于其回流时会吃掉浸润层，直接与阻挡层接触；此时阻挡层应⾜够厚，且与凸点相浸润，不反应产⽣有害物）3）浸润层：要求⼀⽅⾯能和凸焊点材料良好浸润，可焊性好，且不会形成不利于键合的⾦属间化合物；另⼀⽅⾯还能保护粘附层和阻挡层⾦属不被氧化、粘污。
键合技术优质获奖课件
超声压头
Al 丝
芯片电极
基板电极
1. 定位（第一次键合）
加压 超声波振动
2. 键合
拉引
3. 定位（第2次键合）
4. 键合－切断
超声键正当工艺过程
超声键合实物图
1.2.3 热超声键正当（TSB）
3.3 表面电镀Au旳树脂微球连接方式
在芯片和基板之间夹入表面镀Au旳树脂微球，同步在间隙中填 充树脂，然后加大芯片和基板间旳压力，使树脂微球呈稍稍压扁 旳状态，并在这种状态下使树脂固化，从而取得电气及机械连接。ຫໍສະໝຸດ 3.4 Au凸点连接方 式
在芯片电极上形成Au凸点，利用绝缘树脂旳压缩应力，实现 Au凸点与基板一侧电路图形旳电气连接。
芯片
梁式引线
电极
基板
热压接
梁式引线法示意图
2.0 倒装芯片（FCB）互 • 连定义：
在芯片旳电极处预制焊料凸点，同步将焊料膏印刷到基 板一侧旳引线电极上，然后将芯片倒置，使芯片上旳焊料凸 点与之对位，经加热后使双方旳焊料熔为一体，从而实现连 接。
• 特点：
➢ 封装速度高，能够同步进行成百上千个以上焊点旳互连； ➢ 焊球直接完毕芯片和封装间旳电连接，实现了芯片和封装
间最短旳电连接通路，具有卓越旳电气性能；
➢ 芯片电极焊接点除边沿分布外，还能够设计成阵列分布， 所以，封装密度几乎能够到达90%以上。
2.1 封装构造
芯片
电极
凸点
在芯片上形成金属化层，在金属化层上制 作钎料合金凸点；
芯片面对下与基板上旳金属化层对准；