第三步：倒裝芯片組裝

此工序是將完成凸點(diǎn)制作的芯片與載板進(jìn)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(diǎn)材料是金，凸點(diǎn)可以通過傳統(tǒng)的電解鍍金方法生成，或者采用釘頭凸點(diǎn)方法，后者就是引線鍵合技術(shù)中常用的凸點(diǎn)形成工藝。

對(duì)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(duì)準(zhǔn)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(shí)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(huì)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(qiáng)度與剛度。

(c)保護(hù)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(jī)械振動(dòng)與沖擊。

四、倒裝芯片技術(shù)總結(jié)

與一般的焊點(diǎn)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(diǎn)的高度、焊點(diǎn)之間的間距亦會(huì)對(duì)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(diǎn)溫度高，因此它對(duì)疲勞損傷的敏感程度遠(yuǎn)小于焊料。因此，如果在熱循環(huán)中應(yīng)力沒有超過凸點(diǎn)與焊盤之間的連接強(qiáng)度，那么可靠性不會(huì)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?yàn)樵谶@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(diǎn)的串連阻抗為1mW左右，串連電感為0.025nH，遠(yuǎn)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(diǎn)，信號(hào)的傳輸時(shí)延可以顯著降低。

五、倒裝芯片技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

(1)倒裝連接技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

(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(qiáng): 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(jìn)行更多信號(hào)、功率以及電源等互連。一般的倒裝芯片焊盤可達(dá)400個(gè)。

(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(hào)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(jìn)行有效的冷卻。(f)低成本：批量的凸點(diǎn)降低了成本。

(2)倒裝連接技術(shù)的缺點(diǎn)：

(a)裸芯片很難測(cè)試；

(b)凸點(diǎn)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(cè)設(shè)備檢測(cè)不可見的焊點(diǎn)；

(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(shí)間；

(i)有些基板可靠性較低；

(j)維修很困難或者不可能。

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