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环球或绝缘仪器专家解读:FC装配技术
浏览: 发布日期:2017-09-04


本页文章链接: http://www.ming-hua.com/huanyangban/2017/0905/11200.html
李忆—环球仪器上海SMT工艺实验室工艺研究工程师器件的小型化高密度封装形式越来越多,如多模块封装(MCM)、系统封装(SiP)、倒装芯 片(FC,Flip-Chip)等应用得越来越多。这些技术的出现更加模糊了一级封装与二级装配之间的界线。毋庸置疑,随着小型化高密度封装的出现,对高速与高精度装 配的要求变得更加关键,相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。由于倒装芯片比BGA或CSP具有更小的外形尺寸、更小的球径和球间距、它对植球工艺、基板技术、材料的兼容性、制造工艺,以及检查设备和方法提出了前所未有的挑战。倒装芯片的发展历史倒装芯片的定义 什么器件被称为倒装芯片?一般来说,这类器件具备 以下特点:1.基材是硅;
2.电气面及焊凸在器件下表面;
3.球间距一般为4-14mil、球径为2.5-8mil、外形尺寸为1-27mm;
4.组装在基板上后需要做底部填充。其实,倒装芯片之所以被称为“倒装”,是相对于传 统的金属线键合连接方式(Wire Bonding)与植球后的工艺 而言的。传统的通过金属线键合与基板连接的芯片电气面朝 上(图1),而倒装芯片的电气面朝下(图2),相当于将 前者翻转过来,故称其为“倒装芯片”。在圆片(Wafer) 上芯片植完球后(图3),需要将其翻转,送入贴片机,便于贴装,也由于这一翻转过程,而被称为“倒装芯片”。
倒装芯片的历史及其应用 倒装芯片在1964年开始出现,1969年由IBM发明了倒 装芯片的C4工艺(Controlled Collapse Chip Connection, 可控坍塌芯片联接)。过去只是比较少量的特殊应用,近 几年倒装芯片已经成为高性能封装的互连方法,它的应用 得到比较广泛快速的发展。目前倒装芯片主要应用在Wi- Fi、SiP、MCM、图像传感器、微处理器、硬盘驱动器、医用传感器,以及RFID等方面(图5)。

与此同时,它已经成 为小型I/O应用有效的互连解决方案。随着微型化及人们已 接受SiP,倒装芯片被视为各种针脚数量低的应用的首选方 法。从整体上看,其在低端应用和高端应用中的采用,根 据TechSearch International Inc对市场容量的预计,焊球凸点倒装芯片的年复合增长率(CAGR)将达到31%。倒装芯片应用的直接驱动力来自于其优良的电气性能,以及市场对终端产品尺寸和成本的要求。在功率及电 信号的分配,降低信号噪音方面表现出色,同时又能满足高密度封装或装配的要求。可以预见,其应用会越来越广泛。倒装芯片的组装工艺流程一般的混合组装工艺流程半导体后端组装工厂中,现在有两种模块组装方法。在两次回流焊工艺中,先在单独的SMT生产线上组装SMT器件,该生产线由丝网印刷机、贴片机和第一个回 流焊炉组成。然后再通过第二条生产线处理部分组装的模块,该生产线由倒装芯片贴片机和回流焊炉组成。底部填 充工艺在专用底部填充生产线中完成,或与倒装芯片生产线结合完成。


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