第四讲微系统封装技术-倒是装焊技术.ppt

第四讲：倒装芯片技术（Flip Chip Technology）;;优点： 1.互连线很短，互连产生的电容、电阻电感比引线键合和载带自动焊小得多。从而更适合于高频高速的电子产品。 2.所占基板面积小，安装密度高。可面阵布局，更适合于多I/O数的芯片使用。 3.提高了散热热能力，倒装芯片没有塑封，芯片背面可进行有效的冷却。 4.简化安装互连工艺，快速、省时，适合于工业化生产。 缺点： 1.芯片上要制作凸点，增加了工艺难度和成本。 2.焊点检查困难。 3.使用底部填充要求一定的固化时间。 4.倒装焊同各材料间的匹配所产生的应力问题需要解决。;信号效果比较;历史;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;C4：Controlled Collapse Chip Connection 可控塌陷芯片连接;倒装芯片工艺概述 ;第一步：凸点底部金属化（UBM）;第二步: 回流形成凸点;第三步：倒装芯片组装 ;第四步：底部填充与固化 ;几种倒装芯片焊接方式 ;凸点的制作;对UBM的要求;UBM 结构示意图;UBM 结构;UBM的层次组合;层次组合特点 ;UBM的沉积方法;化学镀镍 ;化学镀镍特点;铝焊盘上化学镀镍前处理;锌酸盐处理(Zincation) ;锌酸盐处理步骤; 为了使随后的镀镍层光洁而均匀，锌层应该薄而均匀。 第一轮镀往往形成一层粗糙的锌层，其颗粒尺寸从3~4 mm到小于1 mm不等，这样的表面使随后的镀镍层也非常粗糙。;第一轮粗糙的表面;导致不均匀、粗糙的镀镍结果;第二轮镀锌;镀锌工艺的一个缺点就是铝也会被镀液腐蚀掉，二次镀锌工艺中尤其严重， 0.3-0.4 mm 厚的铝将被腐蚀掉。因此，在该工艺中，铝的厚度至少应该大于1 mm 。 在镀锌过程中，锌沉积在铝表面，而同时铝及氧化铝层则被腐蚀掉。锌保护铝不再发生氧化，锌层的厚度很薄，而且取决于镀液的成份、浴槽的状况、温度、时间、铝的合金状态等因素。; 镀镍：镀锌之后，铝被浸入镀液中进行化学镀镍，这种镀液为硫酸镍的酸性溶液，成份还包括次磷酸钠或者氢化硼作为还原剂，反应原理见下式： ;其它铝焊盘处理技术;凸点技术;焊料凸点方法;1、蒸镀凸点;Evaporation through mask C4);Evaporation with thick photoresist;蒸镀凸点步骤示意图;步骤;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;电镀凸点横截面示意图;电镀凸点步骤示意图;步骤;Characteristics Other bump materials: Au Au/Sn The plating process can induce wafer stress Equipment compatible with other microelectronic technologies Minimum pitch 40 μm Bump height 30 - 75 μm;电镀凸点;3、焊膏印刷凸点;焊膏印刷凸点横截面示意图;Screen printing;焊膏印刷凸点的步骤示意图;步骤;焊料印刷凸点形貌;4、钉头焊料凸点;钉头凸点形貌;钉头焊料凸点步骤示意图;Process steps Sequential creation of a ball with a ball bonder and ball bond Overall planarisation of bumps Optional reflow into spheres Charactersitics Ball material: Au (Pb free) Min. ball size: 45 μm (3 ? wire ?) Min. pitch: 70 μm No need for UBM in substrate Usable in single chips No self alignment Cheap, but low throughput;钉头凸点;5、放球法凸点;放球法设备;6、焊料转送;焊料转送简介;焊料传送步骤示意图;7. Electroless plating;8. 柔性凸点法;柔性凸点的制作工艺; 主要指焊点的热疲劳可靠性。另一个失效就是腐蚀以及原子迁移导致短路或断路。 热疲劳主要依赖焊料性能、芯片与基板的热膨胀系数。以及焊