一、倒裝芯片焊接的關(guān)鍵技術(shù)

芯片上制作凸點(diǎn)和芯片倒裝焊工藝是推廣倒裝芯片焊接的技術(shù)關(guān)鍵。

（1） 凸點(diǎn)制作

凸點(diǎn)制作工藝很多,如蒸發(fā)/濺射法、焊膏印刷-回流法、化鍍法、電鍍法、釘頭法、置球凸點(diǎn)法（SB2-Jet）等。各種凸點(diǎn)制作工藝各有其特點(diǎn)，關(guān)鍵是要保證凸點(diǎn)的一致性。特別是隨著芯片引腳數(shù)的增多以及對(duì)芯片尺寸縮小要求的提高，凸點(diǎn)尺寸及其間距越來越小，制作凸點(diǎn)時(shí)又不能損傷脆弱的芯片。

現(xiàn)在主流應(yīng)用的凸點(diǎn)制作方法是印刷/轉(zhuǎn)寫—搭載—回流法。該方法是通過網(wǎng)板印刷或針轉(zhuǎn)寫的方式把助焊劑涂到芯片表面后，通過搭載頭把錫球放置到涂有助焊劑得焊點(diǎn)上，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐固化。

（2） 倒裝焊

倒裝技術(shù)主要有熔焊、熱壓焊、超聲焊、膠粘連接等。現(xiàn)在應(yīng)用較多的有熱壓焊和超聲焊。熱壓焊接工藝要求在把芯片貼放到基板上時(shí)，同時(shí)加壓加熱。該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，工藝溫度低，無需使用焊劑，可以實(shí)現(xiàn)細(xì)間距連接；缺點(diǎn)是熱壓壓力較大，僅適用于剛性基底(如氧化鋁或硅)，基板必須保證高的平整度，熱壓頭也要有高的平行度。為避免半導(dǎo)體材料受到不必要的損害，設(shè)備施加壓力要有精確的梯度控制能力。

超聲熱壓焊是將超聲波應(yīng)用在熱壓連接中，使焊接過程更加快速。超聲波的引入使連接材料迅速軟化，易于實(shí)現(xiàn)塑性變形。熱超聲的優(yōu)點(diǎn)是可以降低連接溫度，縮短加工處理的時(shí)間。缺點(diǎn)是可能在硅片上形成小的凹坑，主要是由于超聲震動(dòng)過強(qiáng)造成的。該方法主要適用于金凸點(diǎn)、鍍金焊盤的組合。

二、倒裝芯片焊接的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的引線鍵合技術(shù)（Wire Bonding）相比,倒裝芯片焊接技術(shù)鍵合焊區(qū)的凸點(diǎn)電極不僅僅沿芯片四周邊緣分布，而是可以通過再布線實(shí)現(xiàn)面陣分布。因而倒裝芯片焊接技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 尺寸小、薄，重量更輕；

（2） 密度更高，使用倒裝焊技術(shù)能增加單位面積內(nèi)的 I/O 數(shù)量；

（3） 性能提高，短的互連減小了電感、電阻以及電容，信號(hào)完整性、頻率特性更好；

（4） 散熱能力提高，倒裝芯片沒有塑封體，芯片背面可用散熱片等進(jìn)行有效的冷卻，使電路的可靠性得到提高；

（5）倒裝凸點(diǎn)等制備基本以圓片、芯片為單位，較單根引線為單位的引線鍵合互連來講，生產(chǎn)效率高，降低了批量封裝的成本。

三、 倒裝芯片焊接的工藝流程

倒裝芯片焊接的一般工藝流程為

（1） 芯片上凸點(diǎn)制作;

（2） 拾取芯片;

（3） 印刷焊膏或?qū)щ娔z;

（4） 倒裝焊接（貼放芯片）;

（5） 再流焊或熱固化(或紫外固化);

（6） 下填充。如圖五。 

四、倒裝芯片焊接的概念

倒裝芯片焊接（Flip-chip Bonding）技術(shù)是一種新興的微電子封裝技術(shù)，它將工作面（有源區(qū)面）上制有凸點(diǎn)電極的芯片朝下，與基板布線層直接鍵合。一般來說，這類器件具備以下特點(diǎn)：

1. 基材是硅；

2. 電氣面及焊凸在器件下表面；

3. 球間距一般為 4-14mil 、球徑為 2.5-8mil 、外形尺寸為 1 -

27mm ；

4. 組裝在基板上后需要做底部填充。

其實(shí)，倒裝芯片之所以被稱為“倒裝”，是相對(duì)于傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式（Wire Bonding）與植球后的工藝而言的。傳統(tǒng)的通過金屬線鍵合與基板連接的芯片電氣面朝上（圖 1），而倒裝芯片的電氣面朝下（圖 2），相當(dāng)于將前者翻轉(zhuǎn)過來，故稱其為“倒裝芯片”。在圓片（Wafer）上芯片植完球后（圖 3），需要將其翻轉(zhuǎn)，送入貼片機(jī)以便于貼裝，也由于這一翻轉(zhuǎn)過程而被稱為“倒裝芯片”。

倒裝芯片在產(chǎn)品成本、性能及滿足高密度封裝等方面體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，它的應(yīng)用也漸漸成為主流。由于倒裝芯片的尺寸小，要保證高精度高產(chǎn)量高重復(fù)性，這給我們傳統(tǒng)的設(shè)備及工藝帶來了挑戰(zhàn)。

器件的小型化高密度封裝形式越來越多，如多模塊封裝（ MCM ）、系統(tǒng)封裝（ SiP ）、倒裝芯片（ FC=Flip-Chip ）等應(yīng)用得越來越多。這些技術(shù)的出現(xiàn)更加模糊了一級(jí)封裝與二級(jí)裝配之間的界線。毋庸置疑，隨著小型化高密度封裝的出現(xiàn)，對(duì)高速與高精度裝配的要求變得更加關(guān)鍵，相關(guān)的組裝設(shè)備和工藝也更具先進(jìn)性與高靈活性。

由于倒裝芯片比 BGA 或 CSP 具有更小的外形尺寸、更小的球徑和球間距，它對(duì)植球工藝、基板技術(shù)、材料的兼容性、制造工藝，以及檢查設(shè)備和方法提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

五、倒裝芯片封裝清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。