集成电路芯片封装
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凸点制作方法：电镀凸点、印刷凸点和喷射凸点方法。
FC的应用现状 目前，国内仍以采用传统的DIP、SOP、QFP、
PLCC、CPGA等封装形式为技术主流，BGA、CSP技 术等先进封装形式的应用还不够广泛。 解决途径：
【引进先进技术，以部分FC技术为突破口】 【加强产学研结合，充分发挥大学人才优势】
倒装芯片的凸点技术
FC凸点可分为焊料凸点和非焊料凸点两类， 其基本结构相一致，由IC、UBM和Bump组成。
倒装芯片的凸点技术
UBM通常由粘附层、扩散阻挡层和浸润层（提高互连电 性能）组成，通常采用溅射、蒸发和电镀等方法形成UBM。
凸点材料可分为焊料合金、金凸点和聚合物凸点三类， 各类凸点采用的材料及其特点？
可控塌陷芯片连接-C4技术
可控塌陷芯片连接
C4元器件主要应用于CBGA和CCGA领域： 组件具有优异的电性能和热性能 中等焊球间距下能支持极大的I/O数 不存在I/O焊盘尺寸限制：自对准 采用群焊技术，可进行大批量可靠装配 可实现最小的元器件尺寸和重量
直接芯片连接-DCA DCA（Direct Chip Attach）技术也是一种超
用于裸芯片连接在基板上的FCT称为FCB，采用FC互 连技术的芯片封装型式称为FCP。
倒装芯片技术的特点
FC采用阵列凸点结构，互连长度更短，互连 电性能较之WB和TAB得到明显改善； FC将焊料凸点转移至芯片下面，具有更高的 I/O引脚数； FC组装工艺与BGA类似，关键在于芯片凸点 的对位，凸点越小、间距越密，对位越困难。 芯片产生的热量可通过凸点直接传给封装基 板，且裸芯片上面可外加散热器。
倒装芯片技术
FC与BGA类似，对位需要借助专门的定位设 备，但焊料凸点与焊盘间的表面张力可以提供 一定的自对准效应，可适应较大范围的贴装偏 差。
FC技术广泛应用于CSP和常规BGA、PGA封装 中，Intel的CPU芯片组常采用FC-PBGA和FC-PGA 技术。
PGA
FC与BGA、CSP的关系
目前，超过100家公司开发CSP产品：Amkor、 Tessera、Chip-scale、Sharp等，市场潜力巨大。
ROM与RAM
ROM—只读内存Read-Only Memory，一种只能读出事先所 存数据的固态半导体存储器。其特性是一旦储存资料就无 法再将之改变或删除。
RAM -Random Access Memory 随机存储器。存储单元内 容可按需随意取出或存入，且存取速度与存储单元位置 无关。在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短 时间使用的程序。 按照存储信息的不同，随机存储器又 分为静态随机存储器（Static RAM,SRAM)和动态随机存 储器（Dynamic RAM,DRAM)。
• FC既可用于一种裸芯片键合方式又是一种芯片封装互 连方式，BGA和CSP是芯片封装类型； • BGA是采用面阵列焊料凸点作互连引脚的芯片类型， BGA内部裸芯片的键合形式可采用FCB，但并非所有BGA 都采用FCB方式。 • CSP是一类特殊的BGA技术，是采用FCB键合互连和FCP 封装的微型BGA芯片；其封装面积与裸芯片面积比小于 等于1.2，
先进封装技术
桂林电子科技大学职业技术学院
前课回顾
１、BGA质量检测范围与方法
焊前检测-三角激光测量法：是否有脱落及尺寸一致性 焊后检测-X射线检测法:对位误差和桥连等焊接缺陷
2、BGA返修工艺流程
3、CSP概Leabharlann Baidu及分类
CSP技术应用现状
CSP封装具有轻、薄、短、小的特点，在便携 式、低I/O数和低功率产品中的应用广泛，主要用 于闪存（Flash Card ）、RAM、DRAM存储器等产 品中。
微细间距BGA形式，是将C4技术得到的裸芯片直接 贴装在各类基板（PCB）上进行直接安装，且与 SMT工艺相兼容：DCA与C4的异同点？
目前，轻、薄、短、小的高密度电子整机都 采用了C4技术和PCB-DCA技术。
胶黏剂连接的倒装芯片 胶黏剂连接倒装芯片（Flip Chip Adhesive
Attachment，FCAA）存在很多型式，采用胶黏剂 代替焊料，将芯片与有源电路连接在一起，胶黏 剂可采用各向异性和各向同性的导电材料或非导 电材料。基材选用范围通常包括陶瓷、PCB基板和 柔性电路板、玻璃材料等。
芯片尺寸真正减小至IC芯片尺寸 将芯片封装与制造融为一体
薄膜再分布：通过薄膜技术将沿芯片周边分布的焊区转 换为芯片表面上阵列分布的凸点焊区。
薄膜再分布技术
钝化的圆片表面涂覆首层BCB 光刻老焊区
淀积金属薄膜制备金属导线连接焊区 溅射淀积、光刻UBM层
二次涂覆BCB 光刻新焊区窗口 电镀或印刷焊料合金 再流形成焊料凸点 WLP测试、打印、包装
FC、BGA与CSP的区别和联系
可控塌陷芯片连接-C4技术
可控塌陷芯片连接简称C4（Controlled Collapse Chip Connection)技术，是一种超精细的BGA型式。
焊接过程中，位于芯片基板下面的焊料凸点高度发 生改变，但变化值处于一定范围内。C4技术的焊料凸点 可分布在芯片四周，也可全阵列分布，采用焊料为高熔 点焊料合金，保证在焊接时焊点高度变化可控。
晶圆级芯片尺寸封装技术
晶圆级封装（Wafer Level Package，WLP）以BGA技 术为基础，是一种特殊类型的CSP封装型式，又称为圆片 级芯片尺寸封装（WL-CSP），由IBM公司在1964年为其360 主机系统引入焊料凸点技术时出现并不断发展起来。
晶圆级芯片尺寸封装技术
WLP芯片的制作工艺是在传统圆片制作工艺基础上增加 薄膜再布线工艺和凸点制作工艺：采用两层BCB作为保护层 和介质层，生产成本大幅降低：
CSP技术存在的问题
【标准化】-市场准入机制：全球通行 【可靠性】-系统可靠性要求高，可返修性及返 修成本高。 【成本】-价格影响市场竞争力 【与CSP芯片配套的基板、安装】-技术成熟度
倒装芯片技术
倒装芯片技术（FCT）是直接通过芯片上呈阵列分 布的凸点来实现芯片与封装衬底（基板）或PCB的互连 的技术：裸芯片面朝下安装。
FC的应用现状 目前，国内仍以采用传统的DIP、SOP、QFP、
PLCC、CPGA等封装形式为技术主流，BGA、CSP技 术等先进封装形式的应用还不够广泛。 解决途径：
【引进先进技术，以部分FC技术为突破口】 【加强产学研结合，充分发挥大学人才优势】
倒装芯片的凸点技术
FC凸点可分为焊料凸点和非焊料凸点两类， 其基本结构相一致，由IC、UBM和Bump组成。
倒装芯片的凸点技术
UBM通常由粘附层、扩散阻挡层和浸润层（提高互连电 性能）组成，通常采用溅射、蒸发和电镀等方法形成UBM。
凸点材料可分为焊料合金、金凸点和聚合物凸点三类， 各类凸点采用的材料及其特点？
可控塌陷芯片连接-C4技术
可控塌陷芯片连接
C4元器件主要应用于CBGA和CCGA领域： 组件具有优异的电性能和热性能 中等焊球间距下能支持极大的I/O数 不存在I/O焊盘尺寸限制：自对准 采用群焊技术，可进行大批量可靠装配 可实现最小的元器件尺寸和重量
直接芯片连接-DCA DCA（Direct Chip Attach）技术也是一种超
用于裸芯片连接在基板上的FCT称为FCB，采用FC互 连技术的芯片封装型式称为FCP。
倒装芯片技术的特点
FC采用阵列凸点结构，互连长度更短，互连 电性能较之WB和TAB得到明显改善； FC将焊料凸点转移至芯片下面，具有更高的 I/O引脚数； FC组装工艺与BGA类似，关键在于芯片凸点 的对位，凸点越小、间距越密，对位越困难。 芯片产生的热量可通过凸点直接传给封装基 板，且裸芯片上面可外加散热器。
倒装芯片技术
FC与BGA类似，对位需要借助专门的定位设 备，但焊料凸点与焊盘间的表面张力可以提供 一定的自对准效应，可适应较大范围的贴装偏 差。
FC技术广泛应用于CSP和常规BGA、PGA封装 中，Intel的CPU芯片组常采用FC-PBGA和FC-PGA 技术。
PGA
FC与BGA、CSP的关系
目前，超过100家公司开发CSP产品：Amkor、 Tessera、Chip-scale、Sharp等，市场潜力巨大。
ROM与RAM
ROM—只读内存Read-Only Memory，一种只能读出事先所 存数据的固态半导体存储器。其特性是一旦储存资料就无 法再将之改变或删除。
RAM -Random Access Memory 随机存储器。存储单元内 容可按需随意取出或存入，且存取速度与存储单元位置 无关。在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短 时间使用的程序。 按照存储信息的不同，随机存储器又 分为静态随机存储器（Static RAM,SRAM)和动态随机存 储器（Dynamic RAM,DRAM)。
• FC既可用于一种裸芯片键合方式又是一种芯片封装互 连方式，BGA和CSP是芯片封装类型； • BGA是采用面阵列焊料凸点作互连引脚的芯片类型， BGA内部裸芯片的键合形式可采用FCB，但并非所有BGA 都采用FCB方式。 • CSP是一类特殊的BGA技术，是采用FCB键合互连和FCP 封装的微型BGA芯片；其封装面积与裸芯片面积比小于 等于1.2，
先进封装技术
桂林电子科技大学职业技术学院
前课回顾
１、BGA质量检测范围与方法
焊前检测-三角激光测量法：是否有脱落及尺寸一致性 焊后检测-X射线检测法:对位误差和桥连等焊接缺陷
2、BGA返修工艺流程
3、CSP概Leabharlann Baidu及分类
CSP技术应用现状
CSP封装具有轻、薄、短、小的特点，在便携 式、低I/O数和低功率产品中的应用广泛，主要用 于闪存（Flash Card ）、RAM、DRAM存储器等产 品中。
微细间距BGA形式，是将C4技术得到的裸芯片直接 贴装在各类基板（PCB）上进行直接安装，且与 SMT工艺相兼容：DCA与C4的异同点？
目前，轻、薄、短、小的高密度电子整机都 采用了C4技术和PCB-DCA技术。
胶黏剂连接的倒装芯片 胶黏剂连接倒装芯片（Flip Chip Adhesive
Attachment，FCAA）存在很多型式，采用胶黏剂 代替焊料，将芯片与有源电路连接在一起，胶黏 剂可采用各向异性和各向同性的导电材料或非导 电材料。基材选用范围通常包括陶瓷、PCB基板和 柔性电路板、玻璃材料等。
芯片尺寸真正减小至IC芯片尺寸 将芯片封装与制造融为一体
薄膜再分布：通过薄膜技术将沿芯片周边分布的焊区转 换为芯片表面上阵列分布的凸点焊区。
薄膜再分布技术
钝化的圆片表面涂覆首层BCB 光刻老焊区
淀积金属薄膜制备金属导线连接焊区 溅射淀积、光刻UBM层
二次涂覆BCB 光刻新焊区窗口 电镀或印刷焊料合金 再流形成焊料凸点 WLP测试、打印、包装
FC、BGA与CSP的区别和联系
可控塌陷芯片连接-C4技术
可控塌陷芯片连接简称C4（Controlled Collapse Chip Connection)技术，是一种超精细的BGA型式。
焊接过程中，位于芯片基板下面的焊料凸点高度发 生改变，但变化值处于一定范围内。C4技术的焊料凸点 可分布在芯片四周，也可全阵列分布，采用焊料为高熔 点焊料合金，保证在焊接时焊点高度变化可控。
晶圆级芯片尺寸封装技术
晶圆级封装（Wafer Level Package，WLP）以BGA技 术为基础，是一种特殊类型的CSP封装型式，又称为圆片 级芯片尺寸封装（WL-CSP），由IBM公司在1964年为其360 主机系统引入焊料凸点技术时出现并不断发展起来。
晶圆级芯片尺寸封装技术
WLP芯片的制作工艺是在传统圆片制作工艺基础上增加 薄膜再布线工艺和凸点制作工艺：采用两层BCB作为保护层 和介质层，生产成本大幅降低：
CSP技术存在的问题
【标准化】-市场准入机制：全球通行 【可靠性】-系统可靠性要求高，可返修性及返 修成本高。 【成本】-价格影响市场竞争力 【与CSP芯片配套的基板、安装】-技术成熟度
倒装芯片技术
倒装芯片技术（FCT）是直接通过芯片上呈阵列分 布的凸点来实现芯片与封装衬底（基板）或PCB的互连 的技术：裸芯片面朝下安装。