真空回流焊爐/真空焊接爐——倒裝芯片焊接

倒裝芯片焊接（Flip-Chip）技術(shù)是一種新興的微電子封裝技術(shù)，它是將芯片功能區(qū)朝下以倒扣的方式背對(duì)著封裝基板通過焊料凸點(diǎn)與封裝基板進(jìn)行互聯(lián)，芯片放置方向與傳統(tǒng)封裝功能區(qū)朝上相反，故稱倒裝芯片。

倒裝芯片焊接極大地提高了電子器件的集成度，與傳統(tǒng)的引線鍵合技術(shù)（Wire Bonding）相比，倒裝芯片焊接技術(shù)鍵合焊區(qū)的凸點(diǎn)電極不僅僅沿芯片四周邊緣分步，還可以通過再布線實(shí)現(xiàn)面陣分步，因此倒裝芯片焊接技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）尺寸小、薄，重量更輕。
（2）密度更高，單位面積內(nèi)的I/O數(shù)量更多。（I/O，Input/Output，輸0入/輸出，計(jì)算機(jī)接口）
（3）性能更好，更短的互連減小了電感、電阻以及電容，信號(hào)的完整性、頻率特性更好。
（4）散熱能力更好，倒裝芯片沒有塑封體，芯片背面可用散熱片等進(jìn)行有效的冷卻，使電路的可靠性提高。
（5）倒裝凸點(diǎn)等制備基本以圓片、芯片為單位，相較單根引線為單位的引線鍵合互連來講生產(chǎn)效率更高，還降低了批量封裝的成本。

但是由于倒裝芯片需要在晶圓上制造凸點(diǎn)，所以工藝也相對(duì)復(fù)雜，需要技術(shù)人員對(duì)此有所研究；如果芯片不是專門為倒裝工藝設(shè)計(jì)的，還需要設(shè)計(jì)和加工再分步層；而且由于倒裝芯片更容易受到溫度變化的影響，所以需要更多地考慮如何良好匹配芯片和基板的熱膨脹系數(shù)，對(duì)熱分析有更高的要求。

倒裝芯片封裝技術(shù)一般是采用平面工藝在集成電路芯片的I/O端制作凸點(diǎn)，將芯片上的凸點(diǎn)與基板上的焊盤進(jìn)行對(duì)位，貼裝，然后使用焊料回流工藝在芯片和基板焊盤間形成焊球，再在芯片和基板焊盤間形成焊球，再在芯片與基板間的空隙中填充底部填充膠，最終實(shí)現(xiàn)芯片與基板間的電，熱和機(jī)械連接。

其中，芯片上制作凸點(diǎn)和芯片倒裝焊接工藝是推廣倒裝芯片焊接的技術(shù)關(guān)鍵。

凸點(diǎn)制作工藝很多,如蒸發(fā)/濺射法、焊膏印刷-回流法、化鍍法、電鍍法、釘頭法、置球凸點(diǎn)法（SB2-Jet）等。各種凸點(diǎn)制作工藝各有其特點(diǎn)，關(guān)鍵是要保證凸點(diǎn)的一致性。特別是隨著芯片引腳數(shù)的增多以及對(duì)芯片尺寸縮小要求的提高，凸點(diǎn)尺寸及其間距越來越小，制作凸點(diǎn)時(shí)又不能損傷脆弱的芯片?，F(xiàn)在主流應(yīng)用的凸點(diǎn)制作方法是印刷/轉(zhuǎn)寫—搭載—回流法。該方法是通過網(wǎng)板印刷或針轉(zhuǎn)寫的方式把助焊劑涂到芯片表面后，通過搭載頭把錫球放置到涂有助焊劑得焊點(diǎn)上，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐固化。

倒裝焊接工藝目前應(yīng)用較多的有熱壓焊、超聲焊、膠粘連接等。熱壓焊要求把芯片放在基板上時(shí)要做到加壓加熱同時(shí)進(jìn)行，該工藝簡單，焊接溫度低，無需使用焊劑，能實(shí)現(xiàn)細(xì)間距連接，但是由于熱壓壓力較大，僅適用于剛性基底（如氧化鋁或硅），而且基板必須保證高的平整度，熱壓頭也要有高的平行度，為了避免半導(dǎo)體材料受到不必要的損害，設(shè)備施加壓力時(shí)必須要有精確的梯度控制能力。另一種超聲焊是指超聲熱壓焊，是指將超聲波應(yīng)用在熱壓連接中，使焊接過程更加快速，超聲波的引入會(huì)使連接材料迅速軟化，易于實(shí)現(xiàn)塑性變形，該工藝可以降低連接溫度，縮短加工處理的時(shí)間，但由于超聲震動(dòng)過強(qiáng)，可能在硅片上形成小的凹坑，主要適用于金凸點(diǎn)、鍍金焊盤的組合。

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