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SMT倒装芯片工艺

更新时间:2015-12-17 15:41:38  点击次数:1116次 打印
材料、设备性能与工艺控制能力的改进使越来越多的EMS公司可以跳过标准的表面安装技术SMT直接进入先进的组装技术领域,包括倒装芯片等。由于越来越多的产品设计需要不断减小体积,提高工作速度,增加功能,因此可以预计,倒装芯片技术的应用范围将不断扩大,最终会取代SMT当前的地位,成为一种标准的封装技术。

材料、设备性能与工艺控制能力的改进使越来越多的EMS公司可以跳过标准的表面安装技术SMT直接进入先进的组装技术领域,包括倒装芯片等。由于越来越多的产品设计需要不断减小体积,提高工作速度,增加功能,因此可以预计,倒装芯片技术的应用范围将不断扩大,最终会取代SMT当前的地位,成为一种标准的封装技术。

倒装芯片技术包括许多不同的方法。每一种方法都有许多不同之处,且应用也有所不同。在目前的情况下,每个公司都必须决定采用哪一种技术,选购哪一类工艺部件,为满足未来产品的需要进行哪一些研究与开发,同时还需要考虑如何将资本投资和运作成本降至最低额。在SMT环境中最常用、最合适的方法是焊膏倒装芯片组装工艺。即使如此,为了确保可制造性、可靠性并达到成本目标也应考虑到该技术的许多变化。目前广泛采用的倒装芯片方法主要是根据互连结构而确定的。就标准SMT工艺使用而言,焊膏倒装芯片组装工艺是最常见的,且已证明完全适合SMT。 

设计考虑包括焊料凸点和下凸点结构,其目的是将互连和IC键合点上的应力降至最低。如果互连设计适当的话,已知的可靠性模型可预测出焊膏上将要出现的问题。凸点位置布局是另一项设计考虑,焊料凸点的位置尽可能的对称,识别定向特征是个例外。布局设计还必须考虑顺流切片操作不会受到任何干扰。主要的板设计考虑包括金属焊点的尺寸与相关的焊料掩模开口。对焊膏掩模开口进行适当的设计可以控制板焊点位置上的润湿面积。焊料凸点的作用是充当IC与电路板之间的机械互连、电互连、有时还起到热互连的作用。在典型的倒装芯片器件中,互连由UBM和焊料凸点本身构成。UBM搭接在晶片钝化层上,以保护电路不受外部环境的影响。

倒装芯片布局设备必须具有处理带凸点的芯片的能力。华夫饼容器适应于小批量需求,或用于免测芯片;带与轴适用于SMT贴装设备;送至贴装设备的晶片较为普遍,且最适合大批量制造应用。实际的倒装芯片组装工艺由分配焊剂开始。分配焊剂的方法有多种,包括浸液、挤涂分配、模版印刷、或喷涂等。控制焊剂膜的高度和盘的旋转速度对批量生产的可重复性十分必要。焊剂分配工艺必须精确控制焊剂的分配量与可重复性。完成焊剂分配工艺后就可以采用多头高速元件拾装系统或超高精度拾装系统拾取芯片了。拾装设备上所用的喷嘴类型是根据芯片尺寸与/或凸点引脚等因素而决定的。为了避免已装置好的芯片在再流工艺前发生移动,操作时应倍加小心。

倒装芯片的成功实现与使用包含诸多设计、工艺、设备与材料因素。只有对每一个因素都加以认真考虑和对待才能够促进工艺和技术的不断完善和进步,才能满足应用领域对倒装芯片技术产品不断增长的需要。

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