倒裝焊技術(shù)

倒裝焊技術(shù)是指IC芯片面朝下，與封裝外殼或布線基板直接互連的一種技術(shù)。又稱倒扣焊技術(shù)。

相比引線鍵合，倒裝焊是一種更先進(jìn)的微電子封裝工藝，它在硅芯片有源區(qū)一側(cè)制作焊盤和凸點(diǎn)焊料，然后面朝下將芯片用焊料和基板互連在一起，形成穩(wěn)定可靠的機(jī)械、電氣連接。芯片的焊盤及凸點(diǎn)可陣列排布，大大提升了封裝互連密度。倒裝焊一般采用芯片凸點(diǎn)涂覆助焊劑或在基板側(cè)焊盤印刷/噴涂助焊劑或錫膏的方式，再將芯片凸點(diǎn)與基板焊盤對(duì)位后回流完成焊接，然后進(jìn)行殘留助焊劑的清洗及底部填充工藝。隨著倒裝芯片凸點(diǎn)節(jié)距及高度不斷縮小，芯片尺寸不斷增大，采用助焊劑或錫膏方式進(jìn)行倒裝焊后，相鄰?fù)裹c(diǎn)之間容易發(fā)生橋連，且倒裝焊后殘留的助焊劑無法徹底清洗，進(jìn)行底部填充時(shí)易造成空洞產(chǎn)生，降低了電路長期可靠性。即便現(xiàn)階段很多廠商研制了免清洗助焊劑，也仍無法避免助焊劑殘留造成的電路可靠性問題。

根據(jù)倒裝焊互連工藝的不同，倒裝焊技術(shù)主要分為以下4種類型：焊料焊接法、凸點(diǎn)熱壓法、樹脂粘接法和熱超聲。焊料焊接法利用再流焊對(duì)Pb-Sn焊料凸點(diǎn)進(jìn)行焊接。凸點(diǎn)熱壓法利用倒裝焊機(jī)對(duì)諸如Au、Ni/Au、Cu等硬凸點(diǎn)進(jìn)行焊接。樹脂粘接法可用多種不同的樹脂粘接劑。導(dǎo)電腔以粘接帶凸點(diǎn)的芯片，也可以作為凸點(diǎn)材料使用。絕緣樹脂粘接劑也可用于倒裝焊技術(shù)，它主要起粘接作用,電連接是通過芯片上的凸點(diǎn)和基板上的焊區(qū)之間緊密的物理接觸來實(shí)現(xiàn)。

凸點(diǎn)金屬化是為了將半導(dǎo)體中P-N結(jié)的性能引出，其中熱壓倒裝芯片連接最合適的凸點(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。

UBM的沉積方法主要有：

濺射：用濺射的方法一層一層地在硅片上沉積薄膜，然后通過照相平版技術(shù)形成UBM圖樣，然后刻蝕掉不是圖樣的部分。

蒸鍍：利用掩模，通過蒸鍍的方法在硅片上一層一層地沉積。這種選擇性的沉積用的掩模可用于對(duì)應(yīng)的凸點(diǎn)的形成之中。

化學(xué)鍍:采用化學(xué)鍍的方法在Al焊盤上選擇性地鍍Ni。常常用鋅酸鹽工藝對(duì)Al表面進(jìn)行處理。無需真空及圖樣刻蝕設(shè)備，低成本。

這部分是形成凸點(diǎn)，可以看做給P-N結(jié)做電極，類似于給電池加工一個(gè)輸出端。

常見的6種形成凸點(diǎn)形成辦法:

蒸鍍焊料凸點(diǎn),

電鍍焊料凸點(diǎn),

印刷焊料凸點(diǎn),

釘頭焊料凸點(diǎn)

放球凸點(diǎn)

焊料轉(zhuǎn)移凸點(diǎn)