在倒裝芯片焊接中激光植錫球技術(shù)的應(yīng)用2024-04-28
眾所周知，影響中國芯片制造發(fā)展的主要因素之一是光刻機(jī)。目前，這項(xiàng)技術(shù)掌握在國外少數(shù)企業(yè)手中。中國迫切需要國內(nèi)研究人員的開發(fā)，才能獨(dú)立開發(fā)和打破被卡住的脖子。芯片制造的四個基本過程包括：芯片設(shè)計(jì)、FPGA驗(yàn)證、晶圓光刻顯影、蝕刻、芯片封裝等。芯片制造過程是最復(fù)雜的。它需要經(jīng)過濕洗、光刻、離子注入、干蝕刻、等離子沖洗、熱處理、化學(xué)氣相淀積、電鍍處理、化學(xué)/機(jī)械表面處理、晶圓測試等過程。去除光刻機(jī)的影響，各國之間的芯片制造工藝相差不大，下面就讓ULILASER帶您看下芯片制造四大基礎(chǔ)工藝之一的芯片封裝焊接。
隨著3C電子產(chǎn)品越來越薄，PCB主板及電子元器件包括BGA芯片必須向高密度和薄設(shè)計(jì)發(fā)展。在SMT技術(shù)質(zhì)量控制相當(dāng)成熟的今天，BGA封裝焊接一直是一個重要的環(huán)節(jié)。由于倒裝芯片的外形尺寸比BGA或CSP小，球徑和球間距小，他對植錫球技術(shù)、基板技術(shù)、材料兼容性、制造技術(shù)、檢驗(yàn)設(shè)備和方法提出了前所未有的挑戰(zhàn)。
倒裝芯片焊接技術(shù)是一種新型的微電子封裝技術(shù)。它將工作面（有源區(qū)面）上的凸點(diǎn)電機(jī)芯片向下，直接與基板布線層鍵合。一般來說，此類設(shè)備具有以下特點(diǎn)：
1、基材是硅；
2、設(shè)備下表面的是電氣面和焊凸；
3、球之間的距離一般為4-14milk、球體直徑為2.5-8mill、形狀尺寸為1-27mm；
4、在基板上組裝后，需要進(jìn)行底部填充。
事實(shí)上，倒裝芯片之所以被稱為“倒裝”，是因?yàn)榕c傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式相比（Wire Bonding）這與激光球種植后的過程有關(guān)。傳統(tǒng)的芯片電表面通過金屬線鍵合連接到基板上（圖1），而倒置芯片的電表面向下（圖2），相當(dāng)于將前者翻轉(zhuǎn)，因此稱為“倒置芯片”。在圓圈中（Wafer）上芯片植球后(圖3)，需要翻轉(zhuǎn)，送到貼片機(jī)上方便貼裝，也因?yàn)檫@個翻轉(zhuǎn)過程被稱為“倒裝芯片”。
激光錫球焊分為噴球焊接和植球焊接，是一種全新的錫焊貼裝工藝，大多數(shù)芯片采用植錫球焊接。ULILASER的主要優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)極小尺寸的互連，熔滴尺寸可以小到幾十微米。容器中的焊球可以通過特殊的單焊珠分球系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到噴嘴上，放置在噴嘴上的焊球可以通過激光的高脈沖能瞬間熔化，然后熔化的焊料可以通過惰性氣體壓力精確植入焊點(diǎn)表面，形成互聯(lián)焊點(diǎn)。由于焊球不含助焊劑，激光加熱熔化后不會飛濺。
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