淺談倒裝芯片封裝工藝

第第頁淺談倒裝芯片封裝工藝倒裝（芯片）工藝是指通過在芯片的I/0焊盤上直接沉積，或者通過RDL布線后沉積凸塊（包括錫鉛球、無鉛錫球、銅桂凸點(diǎn)及金凸點(diǎn)等)，然后將芯片翻轉(zhuǎn)，進(jìn)行加熱，使熔融的焊料與基板或框架相結(jié)合，將芯片的I/0扇出成所需求的封裝過程。倒裝（芯片封裝）產(chǎn)品示意圖如圖所示。

倒裝（芯片技術(shù)）于20世紀(jì)60年代由IBM率先研發(fā)出來，20世紀(jì)90年代后期形成規(guī)模化量產(chǎn)，主要應(yīng)用于高端領(lǐng)域產(chǎn)品（如（CPU）、（GPU）等）。隨著銅柱凸點(diǎn)技術(shù)的出現(xiàn)，結(jié)合消費(fèi)類（智能）（電子）產(chǎn)品（如（手機(jī)）、可穿戴產(chǎn)品等）的快速發(fā)展及產(chǎn)品性能的需求，越來越多的產(chǎn)品從傳統(tǒng)的引線鍵合封裝轉(zhuǎn)向了倒裝芯片封裝。

與傳統(tǒng)的引線鍵合工藝相比，倒裝芯片封裝工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)。

（1）VO密度高。

(2）由于采用了凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，互連長度大大縮短，互連線電阻、電感更小，封裝的電性能得到極大的改善

（3）芯片中產(chǎn)生的熱量可通過焊料凸點(diǎn)直接傳輸?shù)椒庋b襯底上，因此芯片溫度會(huì)降低。

倒裝芯片包括許多不同的工藝方法。目前，業(yè)界倒裝芯片的凸點(diǎn)技術(shù)主要有金凸點(diǎn)、錫凸點(diǎn)及銅柱凸點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的焊接工藝主要為超聲波熱壓焊、回流焊及熱壓焊。由于技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的不同，底部填充工藝主要分為毛細(xì)底部填充、塑封底部填充、非導(dǎo)電型膠水（NCP）或膠膜（NCF）底部填充。圖所示為凸點(diǎn)示意圖。

隨著圓片CMOS工藝不斷向16nm、10nm、7nm等高密度方向發(fā)展，對(duì)芯片V0的密度和性能要求越來越高，這都需要產(chǎn)品采用倒裝工藝來滿足芯片的需求。倒裝芯片對(duì)高密度微凸點(diǎn)技術(shù)、小節(jié)距倒裝芯片鍵合技術(shù)及底部填充技術(shù)等方面的封裝工藝及可靠性的要求也越來越高。每種工藝方法都有不同之處，且應(yīng)用范圍也有所不同。例如，就電路板或基板類型的選擇而言，無論它是有機(jī)材料、陶瓷材料還是柔性材料，都決定著組裝材料（包括凸點(diǎn)類型、焊劑底部填充材料等）的選擇，而且在一定程度上還決定著所需設(shè)備的選擇。因此，未來倒裝芯片的封裝需要結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用、芯片設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)、封裝材料、封裝設(shè)備及封裝工藝來共同選擇工藝組合，以找到最優(yōu)的封裝方案。

如今，倒裝芯片技術(shù)已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子領(lǐng)域，未來在（物聯(lián)網(wǎng)）、（汽車電子）、大數(shù)據(jù)等方面的