青島佳鼎分析儀器有限公司
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閱讀：154發(fā)布時間：2024-7-21
第三步：倒裝芯片組裝
此工序是將完成凸點制作的芯片與載板進行倒裝互聯(lián)。
熱壓倒裝技術(shù)是芯片與載板連接的常用方法，最合適的凸點材料是金，凸點可以通過傳統(tǒng)的電解鍍金方法生成，或者采用釘頭凸點方法，后者就是引線鍵合技術(shù)中常用的凸點形成工藝。
對于熱壓倒裝技術(shù)，由于壓力較大，溫度也較高，這種工藝僅適用于剛性基底，如氧化鋁或硅。另外，基板必須保證較高的平整度，熱壓頭也要有較高的平行對準精度。為了避免半導(dǎo)體材料受到不必要的損害，施加壓力時應(yīng)該有一定的梯度。
第四步：底部填充與固化
倒裝連接后已完成了芯片與基板的連接，為了提高倒裝穩(wěn)定性，會在倒裝后的芯片與基板之間采用填充膠加固，填膠工藝如下圖所示：
芯片與基底之間的底部填充材料使連接抵抗熱疲勞的性能顯著提高，如果沒有底部填充，則熱疲勞將是倒裝芯片主要的可靠性問題。
(a)底部填充材料將集中的應(yīng)力分散到芯片的塑封材料中去。
(b)可阻止焊料蠕變，并增加倒裝芯片連接的強度與剛度。
(c)保護芯片免受環(huán)境的影響（濕氣、離子污染等）。
(d)使得芯片耐受機械振動與沖擊。
四、倒裝芯片技術(shù)總結(jié)
與一般的焊點連接一樣，倒裝芯片連接的可靠性也要受到基板與芯片的熱膨脹系數(shù)(CTE)失配的影響，此外焊點的高度、焊點之間的間距亦會對可靠性造成影響。連接區(qū)的裂紋多是在從連接溫度冷卻下來的過程中產(chǎn)生的。
由于金的熔點溫度高，因此它對疲勞損傷的敏感程度遠小于焊料。因此，如果在熱循環(huán)中應(yīng)力沒有超過凸點與焊盤之間的連接強度，那么可靠性不會存在太大問題。
芯片與基底之間的底部填充材料使連接抵抗熱疲勞的性能顯著提高，如果沒有底部填充，則熱疲勞將是倒裝芯片主要的可靠性問題。
倒裝芯片組裝非常適用于高頻應(yīng)用領(lǐng)域，因為在這種組裝結(jié)構(gòu)中，芯片與基底之間的連接通路非常短。倒裝焊點的串連阻抗為1mW左右，串連電感為0.025nH，遠小于引線鍵合中的5-10nH。
正是由于倒裝芯片組裝的這種優(yōu)點，信號的傳輸時延可以顯著降低。
五、倒裝芯片技術(shù)的優(yōu)點與缺點
(1)倒裝連接技術(shù)優(yōu)點：
(a)小尺寸: 小的IC引腳圖形 (只有扁平封裝的5%）減小了高度和重量。
(b)功能增強: 使用倒裝芯片能增加I/O的數(shù)量。I/O不像導(dǎo)線鍵合處于芯片四周而受到數(shù)量的限制。面陣列可以在更小的空間里進行更多信號、功率以及電源等互連。一般的倒裝芯片焊盤可達400個。
(c)性能增加: 短的互連距離減小了電感、電阻以及電容，保證了信號延遲減少、較好的高頻率、以及從晶片背面較好的熱通道。
(d)提高了可靠性:大芯片的環(huán)氧填充確保了高可靠性。倒裝芯片可減少三分之二的互連引腳數(shù)。
(e)提高了散熱能力：倒裝芯片沒有塑封，芯片背面可進行有效的冷卻。(f)低成本：批量的凸點降低了成本。
(2)倒裝連接技術(shù)的缺點：
(a)裸芯片很難測試；
(b)凸點芯片適應(yīng)性有限
(c)隨著間距地減小和引腳數(shù)的增多導(dǎo)致PCB技術(shù)面臨挑戰(zhàn)；
(d)必須使用X射線檢測設(shè)備檢測不可見的焊點；
(e)和SMT工藝相容性較差；
(f)操作夾持裸晶片比較困難；
(g)要求很高的組裝精度；
(h)目前使用底部填充要求一定的固化時間；
(i)有些基板可靠性較低；
(j)維修很困難或者不可能。
關(guān)于倒裝芯片技術(shù)暫時就介紹到這兒！
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