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、銅桂凸點及金凸點等)，然后將芯片翻轉，進行加熱，使熔融的焊料與基板或框架相結合，將芯片的 I/0 扇出成所需求的封裝過程。倒裝芯片封裝產品示意圖如圖所示。

倒裝芯片技術于 20 世紀 60年代由 IBM 率先研發出來，20 世紀90 年代后期形成規?；慨a，主要應用于高端領域產品（如 CPU、GPU 等）。隨著銅柱凸點技術的出現，結合消費類智能電子產品 （如手機、可穿戴產品等）的快速發展及產品性能的需求，越來越多的產品從傳統的引線鍵合封裝轉向了倒裝芯片封裝。

與傳統的引線鍵合工藝相比，倒裝芯片封裝工藝具有如下優點。

（1）VO 密度高。

(2） 由于采用了凸點結構，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） 芯片中產生的熱量可通過焊料凸點直接傳輸到封裝襯底上，因此芯片溫度會降低。

倒裝芯片包括許多不同的工藝方法。目前，業界倒裝芯片的凸點技術主要有金凸點、錫凸點及銅柱凸點，對應的焊接工藝主要為超聲波熱壓焊、回流焊及熱壓焊。由于技術的發展和產品的不同，底部填充工藝主要分為毛細底部填充、塑封底部填充、非導電型膠水（NCP）或膠膜 （NCF）底部填充。圖所示為凸點示意圖。

隨著圓片 CMOS 工藝不斷向 16nm、10nm、7nm 等高密度方向發展，對芯片V0的密度和性能要求越來越高，這都需要產品采用倒裝工藝來滿足芯片的需求。倒裝芯片對高密度微凸點技術、小節距倒裝芯片鍵合技術及底部填充技術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，無論它是有機材料、陶瓷材料還是柔性材料，都決定著組裝材料（包括凸點類型、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備的選擇。因此，未來倒裝芯片的封裝需要結合產品應用、芯片設計、封裝設計、封裝材料、封裝設備及封裝工藝來共同選擇工藝組合，以找到最優的封裝方案。

如今，倒裝芯片技術已廣泛應用于消費類電子領域，未來在物聯網、汽車電子、大數據等方面的應用也會更廣泛，倒裝芯片封裝被認為是推進低成本高密度便攜式電子設備制造所必需的一項工藝。

審核編輯：湯梓紅