倒装焊芯片技术详解
倒装焊接技术
解决途径-新型可修复底部填充材料
为了解决这一问题，目前，越来越多的 研究人员投入到新型可修复底部填充材料的 开发当中，常见的做法是，通过在用作底部 填充材料的环氧树脂中引入某些薄弱的化学 键，使其固化后仍可以再加热或加入化学试 剂后分解，使电子元器件能够返工和循环使 用。
修复过程
修复过程包括以下六步： 1.通过加热或化学处理方法迅速降低底部填充 剂的粘结强度； 2.用芯片拾取装置取下坏芯片； 3.用高速刷净设备去除树脂残留物； 4.对基板进行检测； 5.更换新的芯片； 6.重新进行底部填充。
底部填充的作用
由于有机基板和芯片的热膨胀系数无法 保证完全匹配，导致回流焊和温度循环时在 焊球处产生很大的应力，严重时甚至可能会 引起裂损现象，因此，倒装芯片一般采用底 部填充技术来避免这一问题。
底部填充同时带来的问题
由于当前的技术无法保证所供应的芯 片一定完好，使得一些有缺陷的芯片在倒 装后的测试中才被发现，这时就需要进行 返工修复替换。
倒装焊接技术
演讲人：
倒装芯片的优点
1.消除了对引线键合连接的 要求，缩短了互连距离； 2.提高了输入／输出(I／O)密 度； 3.在电路板上占用空间小； 4.符合当前微电子封装高密 度和小型化的趋势。
倒装芯片主要工艺步骤
• 第一步: 凸点底部金属化 • 第二步：芯片凸点制作 • 第三步：将已经凸点的晶片组装到基板上 • 第四步： 使用非导电填料填充芯片底部孔隙
可修复底部填充技术的技术参数
1.工业应用及固化性能
可修复底部填充技术的技术参数2 Nhomakorabea可靠性可修复底部填充技术的技术参数
3.移除性 芯片的移除是修复环节中极为重要的一步， 通常使用球栅阵列封装(BGA)型的修复设备。 修复时间与温度应保持恒定，且芯片移除过 程不会对基板造成损害。理想的移除温度与 移除过程所需要的时间分别为210 ℃、1 min。
第四讲微系统封装技术倒装焊技术
– Bump height 30 - 75 µm
• Difficulties:
– Bump height highly dependent in current density
– Variations in current density across the wafer gives non uniformity in bump height
散阻挡层。
•
镍UBM的厚度一般为1～15 μ m ， 而5 μ m厚的镍UBM就能使焊料凸点的可靠
性明显提高。
•
镀镍之后，还要在镍上镀一层厚度为0.05-0.1 μ m的金，它主要是防止镍
发生氧化，以保持它的可焊性。
铝焊盘上化学镀镍前处理
由于铝焊盘表面有一层氧化物，镀层金属无法粘附在这样的表面上，因此要对铝 表面进行适当的处理以清除氧化物层。
UBM 凸点形成
Pb/Sn bump Si Chip
Solder Wetting Layer Adhesion / Barrier Layer Al pad
Passivation Layer
对UBM的要求
必须与焊区金属以及圆片钝化层有牢固的结合力： Al是最常见的IC金属化金属，典型 的钝化材料为氮化物、氧化物以及聚酰亚胺 。 和焊区金属要有很好的欧姆接触：在沉积UBM之前要通过溅射或者化学刻蚀的方法去除 焊区表面的Al氧化物。 要有焊料扩散阻挡层：必须在焊料与焊盘焊区金属之间提供一个扩散阻挡层 要有一个可以润湿焊料的表面：最后一层要直接与凸点接触，必须润湿凸点焊料。 氧化阻挡层：为保证很好的可焊性，要防止UBM在凸点的形成过程中氧化。 对硅片产生较小的应力： UBM结构不能在底部与硅片产生很大的应力，否则会导致底 部的开裂以及硅片的凹陷等可靠性失效。
倒片封装工艺
倒片封装工艺倒片封装工艺是一种将电子元件倒装至电路板表面的封装技术。
随着电子产品日益小型化、轻薄化，倒片封装工艺在半导体行业中的应用越来越广泛。
本文将对倒片封装工艺的原理、类型及应用进行详细介绍。
一、倒片封装工艺原理倒片封装工艺主要包括以下几个步骤：1.芯片贴片：将芯片放置在贴片机的吸嘴上，通过吸嘴将芯片移动到预定的位置。
2.倒装：利用倒装设备将芯片翻转至电路板表面，使其底部与电路板接触。
3.焊接：通过焊接设备将芯片与电路板焊接在一起，常用的焊接方法有热压焊、超声波焊等。
4.填充焊料：在芯片与电路板之间填充焊料，以提高焊接强度和稳定性。
5.冷却：让焊料固化，确保芯片与电路板牢固连接。
二、倒片封装类型根据封装材料和工艺的不同，倒片封装可分为以下几种类型：1.塑料倒片封装（如BGA、LGA等）：采用塑料材料作为封装外壳，具有良好的散热性能和较低的成本。
2.金属倒片封装（如QFN、DFN等）：采用金属材料作为封装外壳，具有较高的导热性能和电磁屏蔽效果。
3.陶瓷倒片封装（如TCP、CSP等）：采用陶瓷材料作为封装外壳，具有优秀的耐热性能和抗振性能。
4.嵌入式倒片封装（如嵌入式BGA、嵌入式LGA等）：将芯片嵌入到电路板中，具有较高的集成度和可靠性。
三、倒片封装应用领域倒片封装工艺广泛应用于以下领域：1.通讯领域：如手机、基站等设备中的射频芯片、处理器等。
2.计算机领域：如主板、显卡、内存等设备中的芯片。
3.消费电子领域：如电视、冰箱、洗衣机等家用电器中的控制芯片。
4.汽车电子领域：如车载导航、防盗系统、发动机控制模块等中的芯片。
5.医疗设备：如超声波设备、生物传感器等中的芯片。
总之，倒片封装工艺在电子产品中发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，倒片封装工艺将不断优化和完善，为电子产品的小型化、轻薄化提供更多可能性。
倒装芯片键合技术
概述
发展历史
至今，已广泛应用于SIP,MCM,微处理器，硬盘驱动器以及RFID等领域。
倒装芯片（FCB）
2.关键技术
(1)芯片凸点的制作技术
倒装芯片（FCB）
2.关键技术
(1)芯片凸点的制作技术
溅射丝网印刷技术
倒装芯片（FCB）
2.关键技术
（2）凸点芯片的倒装焊
热压焊倒装焊法
环氧树脂光固化倒装焊法
倒装芯片（FCB）
2.关键技术
（2）凸点芯片的倒装焊
各向异性导电胶（ACA、ACF）
导电粒子含量：10%
各向异性导电胶（ACA、ACF）
倒装芯片（FCB）2.关键技术
（3）底部填充
倒装芯片（FCB）2.关键技术
（3）底部填充
倒装芯片（FCB）
2.关键技术
（3）底部填充
毛细作用！！！
倒装芯片（FCB）3.无铅化的凸点技术
倒装芯片（FCB）3.无铅化的凸点技术。
cob倒装标准
cob倒装标准
COB（Chip On Board，板上芯片）倒装技术是一种将集成电路芯片倒装焊接在电路板上的工艺。
COB倒装标准主要涉及到倒装芯片的封装、焊接、测试和质量评估等方面。
以下是一般COB倒装标准的主要内容：
1. 芯片封装：芯片封装是为了保护芯片免受外部环境的影响，提高芯片的可靠性和稳定性。
常见的COB封装类型包括塑料封装、金属封装和陶瓷封装等。
2. 倒装工艺：COB倒装工艺通常包括以下步骤：
- 芯片贴片：将封装好的芯片贴在预处理过的电路板上。
- 焊接：使用高温焊接设备将芯片与电路板焊接在一起。
焊接过程需要严格控制温度、时间和焊接压力，以保证焊接质量。
- 清洗：焊接完成后，对芯片和电路板进行清洗，去除残留的焊接剂和焊锡。
3. 测试：COB倒装后，需要对芯片进行功能测试和可靠性试验，确保芯片正常工作。
测试方法包括光学检查、电学测试和可靠性试验等。
4. 质量评估：根据测试结果，对COB倒装芯片的质量进行评估。
评估指标包括焊接强度、芯片性能、可靠性和寿命等。
5. 包装和存储：合格的COB倒装芯片需要进行包装和存储，以防止尘埃、潮湿等环境因素对芯片造成损害。
包装材料应具有防潮、防静电和抗冲击等特点。
需要注意的是，不同的应用场景和客户要求可能会有不同的COB倒装标准。
在实际操作过程中，应根据实际情况制定合适的倒装工艺和质量控制要求。
倒装焊与芯片级封装技术的研究
倒装焊与芯片级封装技术的研究引言芯片级封装技术在现代电子行业中起着重要的作用。
随着科技的发展和电子产品的普及，对封装技术也提出了更高的要求。
本文将重点讨论倒装焊和芯片级封装技术，并探讨它们在电子行业中的研究和应用。
倒装焊技术倒装焊技术是一种将芯片颠倒安装在基板上的封装技术。
与传统的芯片安装方法相比，倒装焊技术具有更小的封装尺寸、更好的散热性能和更低的电阻值。
工艺流程倒装焊技术的工艺流程包括以下几个步骤：1.芯片准备：将芯片进行清洁和测试，并进行必要的修复和校正。
2.基板准备：将基板进行清洁，并在需要焊接的位置上涂覆焊接剂。
3.焊接：将芯片放置在基板上，并使用热风枪或烙铁进行焊接。
4.封装测试：对焊接后的芯片进行测试，确保其质量和性能达到要求。
应用领域倒装焊技术广泛应用于电子设备中，特别是在需要小尺寸、高性能和高可靠性的产品中，如智能手机、平板电脑、电子手表等。
芯片级封装技术芯片级封装技术是将芯片和封装在一个单个封装中的技术。
它通过多个工艺步骤来实现芯片封装，以提高封装的紧凑性和可靠性。
工艺流程芯片级封装技术的工艺流程包括以下几个步骤：1.芯片准备：将芯片进行清洁和测试，并进行必要的修复和校正。
2.封装材料准备：选择合适的封装材料，并将其切割成适当的尺寸和形状。
3.芯片粘贴：将芯片粘贴在封装材料上，并使用特殊的粘合剂进行固定。
4.焊接：将封装后的芯片与基板进行焊接，以完成封装。
5.封装测试：对封装后的芯片进行测试，确保其质量和性能达到要求。
应用领域芯片级封装技术广泛应用于集成电路和微电子领域。
它可以在电子产品中实现更小、更轻、更可靠的封装，同时提高芯片的性能和功耗效率。
技术研究与未来发展倒装焊和芯片级封装技术在电子行业中已经得到广泛应用，并不断进行技术研究和创新。
一些研究方向包括：1.封装材料的研究：通过研究和开发新型的封装材料，提高封装的可靠性和耐用性。
2.封装工艺的优化：通过优化封装工艺步骤，提高封装过程的效率和准确性。
倒装芯片封装技术
倒装芯片封装技术倒装芯片封装技术：将芯片翻转封装的革命性进展引言：随着电子科技的迅猛发展，芯片封装技术也在不断创新。
其中，倒装芯片封装技术作为一项重要的进展，在电子产品设计与制造方面发挥着重要作用。
本文将以倒装芯片封装技术为中心，探讨其原理、发展历程以及在电子领域中的广泛应用。
一、倒装芯片封装技术的原理倒装芯片封装技术，顾名思义，即将芯片翻转后进行封装。
传统的封装方式是将芯片正面朝上，通过焊接或粘接等方式固定在基板上，然后进行封装。
而倒装芯片封装技术则是将芯片翻转180度，使其背面朝上，并通过金线或导电胶等方式与基板连接。
倒装芯片封装技术的核心在于解决芯片尺寸不断减小和功耗不断增加的矛盾。
芯片尺寸的不断缩小使得传统封装方式难以满足对电路布局的要求，而倒装技术使得芯片尺寸最小化，并且能够更好地进行布局，提高电路的性能。
此外，倒装芯片封装技术还能够提高散热效果，减少功耗，提高芯片的可靠性。
二、倒装芯片封装技术的发展历程倒装芯片封装技术起源于1960年代，当时主要用于高可靠性的军事和航天设备中。
随着电子产品的普及和成本的降低，倒装芯片封装技术逐渐应用于民用产品中。
在过去的几十年中，倒装芯片封装技术经历了多次的改进和创新，使得其在电子领域中得到了广泛应用。
在倒装芯片封装技术的发展历程中，主要有以下三个阶段：1.金线倒装封装技术：最早的倒装封装技术采用金线进行芯片与基板之间的连接，这种方式简单、可靠，但是金线间距有限，不适用于高密度集成电路的封装。
2.焊接倒装封装技术：为了解决金线倒装封装技术的局限性，人们引入了焊接倒装封装技术。
这种技术采用焊料将芯片与基板焊接在一起，相比金线倒装技术，焊接倒装技术能够实现更高的密度和更好的散热效果。
3.导电胶倒装封装技术：近年来，随着导电胶技术的成熟，导电胶倒装封装技术成为了倒装芯片封装的主流技术。
导电胶能够实现更高的密度、更低的电阻和更好的散热性能，同时还能够简化制造工艺和降低成本。
LED倒装芯片知识全解
LED倒装芯片知识全解什么是LED倒装芯片？近年来，在芯片领域，倒装芯片技术正异军突起，特别是在大功率、户外照明的应用市场上更受欢迎。
但由于发展较晚，很多人不知道什么叫LED倒装芯片，LED倒装芯片的优点是什么？今天慧聪LED屏网编辑就为你做一个简单的说明。
先从LED正装芯片为您讲解LED倒装芯片，以及LED 倒装芯片的优势和普及难点。
要了解LED倒装芯片，先要了解什么是LED正装芯片LED正装芯片是最早出现的芯片结构，也是小功率芯片中普遍使用的芯片结构。
该结构，电极在上方，从上至下材料为：P-GaN，发光层，N-GaN，衬底。
所以，相对倒装来说就是正装。
LED倒装芯片和症状芯片图解为了避免正装芯片中因电极挤占发光面积从而影响发光效率，芯片研发人员设计了倒装结构，即把正装芯片倒置，使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出(衬底最终被剥去，芯片材料是透明的)，同时，针对倒装设计出方便LED 封装厂焊线的结构，从而，整个芯片称为倒装芯片(Flip Chip)，该结构在大功率芯片较多用到。
正装、倒装、垂直LED芯片结构三大流派倒装技术并不是一个新的技术，其实很早之前就存在了。
倒装技术不光用在LED行业，在其他半导体行业里也有用到。
目前LED芯片封装技术已经形成几个流派，不同的技术对应不同的应用，都有其独特之处。
目前LED芯片结构主要有三种流派，最常见的是正装结构，还有垂直结构和倒装结构。
正装结构由于p，n电极在LED同一侧，容易出现电流拥挤现象，而且热阻较高，而垂直结构则可以很好的解决这两个问题，可以达到很高的电流密度和均匀度。
未来灯具成本的降低除了材料成本，功率做大减少LED颗数显得尤为重要，垂直结构能够很好的满足这样的需求。
这也导致垂直结构通常用于大功率LED应用领域，而正装技术一般应用于中小功率LED。
而倒装技术也可以细分为两类，一类是在蓝宝石芯片基础上倒装，蓝宝石衬底保留，利于散热，但是电流密度提升并不明显；另一类是倒装结构并剥离了衬底材料，可以大幅度提升电流密度。
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超高出光效率 低电功率损耗 便于驱动电源匹配
应用领域
室内照明领域 室外照明领域
商业照明领域
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核心产品II：5W、10W LED模组芯片
2×2、3×3模组芯片产品
白光光通量：350-600 lm、810-1170 lm
四、倒装焊LED模组的技术特点 ◦芯片无金线互联 ◦简化封裝工艺 ◦节省封裝成本 ◦提高封裝生产良率 ◦背金，支持共晶焊工艺 ◦低热阻，高可靠性 ◦高光效 ◦尺寸小，封裝产品小型化 ◦款式新颖、多样化 ◦可按客戶需求订制
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性能优势: 光电性能
ESD(HBM) >4000V
应用领域
道路照明与景观照明领域 室内照明领域 特种照明（如隧道照明、矿场照明等）
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核心产品III：0.3~0.5W LED芯片
3020芯片产品
光效：>90 lm/W（@150mA） 电压：2.8-3.2 V
电压：5.6-6.4V、8.4-9.6V
便于组合30W、50W、100W等超大功率模组
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道路照明与景观照明领域 汽车照明领域 特种照明（如隧道照明、矿场照明等）
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产品发展新方向
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20
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使用B4502样品 室温工作寿命测试
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核心产品I：1W、2W、3W LED芯片
35mil、40mil、45mil、55mil
白光光通量：80 lm - 130 lm 电压：2.8-3.2V
ESD(HBM) >4000V
应用领域
背光源领域
普通照明领域 特种照明（如博物馆照明等）
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核心产品Ⅳ：1W 高压LED芯片
LH4502芯片产品
白光光通量：>100 lm（@20mA） 电压：46-55 V
产品优势
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实例：LED on Ceramic
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谢谢大家！ Thanks! Email: chenqingjian@
芯片产品介绍
芯片工程部——陈庆坚
2011年5月12日
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核心技术
在美国、中国拥有多项核心技术与专利
大功率LED芯片制造技术（国际领先水平） 超大功率倒装焊LED模组（国际领先水平） 倒装焊技术：共晶锡凸点技术，无铅锡凸点
技术，金凸点技术等
正装LED 倒装LED
低 中等
高 高
良好 极好
差 好
垂直结构 LED
高
复杂
相对较低
极好
好
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
三、三种技术实现模组示意图及比较
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
性能优势：热管理
低热阻
客户封装产品热阻低于10 ℃/W
热管理优势
3.6 Output Power(a.u.)
3.4
3.2 Vf(V) 3
更好的热稳定性，更大的电流驱动承受能 1 力 0.8
0.6 0.4 0.2 0 0 350 700 1050 If(mA) 1400 1750 Flip chip LED Normal LED
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
一、三中常见的LED结构
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三种技术路线的比较及倒装焊模组的优势
二、单晶粒优缺点比较
成本 制程 复杂 性 简单 复杂 良率 可靠性 散热 内置ESD保 护 无 >6000V （HKB），易 于实现 无
高亮度出光
量产1W蓝光芯片，封装后白光光效高达120 lm/W
低工作电压
比传统正装芯片电压低0.2-0.4V
量产芯片电压2.8-3.2V @350mA
大电流驱动
支持高达1000mA 的额定工作电流，饱和电流高达
2800mA
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