倒装封装介绍
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。
led倒装芯片封装技术
led倒装芯片封装技术英文回答：## Flip Chip LED Packaging Technology.Flip chip LED packaging technology is a method of mounting LED chips on a printed circuit board (PCB) with the active side of the chip facing down. This technology offers several advantages over traditional surface mount technology (SMT), including:Reduced package height: Flip chip LEDs are much thinner than SMT LEDs, allowing for the creation of thinner and more compact lighting fixtures.Improved thermal performance: The direct thermal contact between the LED chip and the PCB dissipates heat more efficiently, resulting in longer LED life and improved performance.Higher power density: Flip chip LEDs can be packed more densely than SMT LEDs, enabling the creation of high-power lighting fixtures with a smaller footprint.Lower cost: Flip chip LEDs are less expensive to manufacture than SMT LEDs, making them a more cost-effective option for large-scale lighting applications.Flip chip LED packaging technology is typically used in applications where high power density and thermal performance are critical, such as automotive lighting, street lighting, and commercial lighting.### Flip Chip LED Packaging Process.The flip chip LED packaging process involves the following steps:1. Die preparation: The LED chip is prepared by thinning the substrate and applying a solder mask to the active surface.2. Solder ball attachment: Solder balls are attached to the bottom surface of the LED chip using a solder paste.3. Chip placement: The LED chip is placed on the PCB with the solder balls facing down.4. Reflow soldering: The PCB is heated to melt the solder balls and form a permanent connection between the LED chip and the PCB.5. Encapsulation: The LED chip is encapsulated with a protective epoxy to protect it from the environment.### Advantages of Flip Chip LED Packaging Technology.The advantages of flip chip LED packaging technology include:Reduced package height: Flip chip LEDs are muchthinner than SMT LEDs, allowing for the creation of thinner and more compact lighting fixtures.Improved thermal performance: The direct thermal contact between the LED chip and the PCB dissipates heat more efficiently, resulting in longer LED life and improved performance.Higher power density: Flip chip LEDs can be packedmore densely than SMT LEDs, enabling the creation of high-power lighting fixtures with a smaller footprint.Lower cost: Flip chip LEDs are less expensive to manufacture than SMT LEDs, making them a more cost-effective option for large-scale lighting applications.### Disadvantages of Flip Chip LED Packaging Technology.The disadvantages of flip chip LED packaging technology include:Higher assembly cost: The flip chip LED packaging process is more complex than the SMT process, resulting in higher assembly costs.Limited design flexibility: The rigid nature of the flip chip LED package limits design flexibility, making it difficult to create custom lighting fixtures.Reliability concerns: The flip chip LED package is more susceptible to mechanical stress than the SMT package, raising reliability concerns for applications where vibration or shock is a factor.### Conclusion.Flip chip LED packaging technology offers several advantages over traditional SMT, including reduced package height, improved thermal performance, higher power density, and lower cost. However, this technology also has some disadvantages, including higher assembly cost, limited design flexibility, and reliability concerns. Overall, flip chip LED packaging technology is a valuable option for applications where high power density and thermal performance are critical.中文回答：## 倒装芯片LED封装技术。
倒装封装介绍
倒装封装介绍什么是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。
倒装cob封装工艺
倒装cob封装工艺
倒装COB封装工艺是一种先进的集成电路封装技术，COB是
Chip on Board的缩写，意为芯片直接封装在基板上。
倒装COB封
装工艺相比传统封装技术具有一些优势。
首先，倒装COB封装工艺可以有效减小封装尺寸，提高集成度。
由于芯片直接封装在基板上，不需要额外的封装材料和封装空间，
因此可以实现更小型化的封装，适用于轻薄化、小型化的电子产品
设计。
其次，倒装COB封装工艺可以提高散热性能。
由于芯片直接与
基板接触，热量可以更快更有效地传导到基板上，利于散热，有利
于提高芯片的工作稳定性和可靠性。
此外，倒装COB封装工艺可以降低封装成本。
相比传统封装技术，倒装COB封装省去了一些封装材料和工序，可以降低生产成本，提高生产效率。
然而，倒装COB封装工艺也存在一些挑战和局限性。
例如，对
基板的要求较高，需要优质的基板材料和制造工艺；另外，倒装
COB封装需要特殊的焊接工艺，对生产工艺要求较高。
总的来说，倒装COB封装工艺在一定的应用场景下具有明显的优势，但也需要克服一些技术难题。
随着技术的不断进步和应用需求的不断变化，倒装COB封装工艺有望在未来得到更广泛的应用和发展。
倒装芯片工艺流程
倒装芯片工艺流程倒装芯片工艺流程倒装芯片工艺流程是一种常见的电子封装工艺流程，用于将裸露在外的芯片进行封装，以保护电路并方便集成到电子产品中。
以下是一个典型的倒装芯片工艺流程的简要描述。
首先，首先需要将裸露的芯片放置在一个支撑基板上。
这个基板通常是金属或者塑料材料制成的，具有足够的强度和导热性能。
将芯片定位在基板上，并使用粘合剂将其固定在基板上。
然后，需要进行焊球粘接工序。
焊球是一种微小的金属球，用于实现芯片与外部连接器之间的电子连接。
焊球粘接工艺是通过将焊球粘贴在芯片的连接点上，并使用加热或压力等方式将焊球与芯片连接在一起。
这样一来，芯片的引脚就可以与外部连接器进行电子信号的传输。
接下来，进行封装工序。
这一工序通常使用一种保护性的封装材料将芯片完全覆盖起来，以保护芯片免受外部环境的侵害。
封装材料可以是树脂或塑料等材料，其选择取决于芯片的特性和应用需求。
在封装工序中，封装材料会被涂抹在芯片及其周围的基板上，并进行固化处理，以确保封装的稳定性和可靠性。
最后，进行测试和检验工序。
经过封装的芯片需要通过一系列测试和检验来确保其质量和性能符合要求。
这些测试可以包括电气测试、外观检查和可靠性测试等。
电气测试用于验证芯片的电性能，外观检查用于检查封装的质量和完整性，可靠性测试则用于评估芯片在实际使用环境中的可靠性和稳定性。
综上所述，倒装芯片工艺流程是一种用于将裸露芯片封装成完整电子组件的工艺流程。
它涉及到芯片的定位、焊球粘接、封装和测试等工序。
通过这一工艺流程，可以实现芯片的保护和连接，使其能够集成到电子产品中，并发挥其功能。
倒装芯片工艺流程在电子封装领域具有广泛的应用，并在现代电子产品中发挥着重要的作用。
FC(倒装)
倒装芯片Flip chip(倒装芯片)：一种无引脚结构，一般含有电路单元。
设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球(导电性粘合剂所覆盖)，在电气上和机械上连接于电路。
起源于60年代，由IBM率先研发出，具体原理是在I/Opad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷板相结合，此技术已替换常规的打线接合，逐渐成为未来封装潮流。
Flip Chip既是一种芯片互连技术，又是一种理想的芯片粘接技术．早在30年前IBM公司已研发使用了这项技术。
但直到近几年来，Flip-Chip已成为高端器件及高密度封装领域中经常采用的封装形式。
今天，Flip-Chip封装技术的应用范围日益广泛，封装形式更趋多样化，对Flip-Chip封装技术的要求也随之提高。
同时，Flip-Chip也向制造者提出了一系列新的严峻挑战，为这项复杂的技术提供封装，组装及测试的可靠支持。
以往的一级封闭技术都是将芯片的有源区面朝上，背对基板和贴后键合，如引线健合和载带自动健全（ＴＡＢ）。
ＦＣ则将芯片有源区面对基板，通过芯片上呈阵列排列的焊料凸点实现芯片与衬底的互连．硅片直接以倒扣方式安装到ＰＣＢ从硅片向四周引出Ｉ／Ｏ，互联的长度大大缩短，减小了ＲＣ延迟，有效地提高了电性能．显然，这种芯片互连方式能提供更高的Ｉ／Ｏ密度．倒装占有面积几乎与芯片大小一致．在所有表面安装技术中，倒装芯片可以达到最小、最薄的封装。
Flip chip又称倒装片，是在I/O pad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转佳热利用熔融的锡铅球与陶瓷机板相结合此技术替换常规打线接合，逐渐成为未来的封装主流，当前主要应用于高时脉的CPU、GPU(GraphicProcessor Unit)及Chipset 等产品为主。
与COB相比，该封装形式的芯片结构和I/O端（锡球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整个芯片表面，故在封装密度和处理速度上Flip chip已达到顶峰，特别是它可以采用类似SMT技术的手段来加工，因此是芯片封装技术及高密度安装的最终方向。
倒装封装(FC)方案(二)
倒装封装（FC）方案一、实施背景随着中国制造业的持续发展，对于先进封装技术的需求日益增强。
倒装封装（FC）作为一种具有高密度、高可靠性、高性能的封装技术，已在中国半导体产业中占据了重要地位。
然而，面对国际竞争的挑战和国内产业结构的转型需求，中国需要进一步优化倒装封装的产业结构，提高自主创新能力，以实现产业升级。
二、工作原理倒装封装（FC）是一种将芯片直接放置在具有高导热性能的基板上，通过引脚与基板相连的封装方式。
其工作原理主要依赖于芯片与基板间的热膨胀系数（CTE）匹配，以及焊接点的可靠性。
通过选择与芯片和基板都具有良好相容性的材料，实现芯片与基板的可靠连接，同时优化引脚布局，提高电学性能。
三、实施计划步骤1.技术研发：加大研发投入，集中力量突破关键技术难题，开发具有自主知识产权的倒装封装技术和设备。
2.产学研合作：推动企业与高校、研究机构的深度合作，共同建设技术研发平台，共享资源，提高技术成果转化效率。
3.产业结构调整：优化上下游企业的布局，培育一批具有国际竞争力的倒装封装产业链主导企业，引导产业集聚，形成产业生态。
4.市场推广：鼓励企业拓展市场，推广倒装封装产品在各领域的应用，特别是在5G、物联网、人工智能等新兴产业的推广。
四、适用范围倒装封装技术适用于各种需要高可靠性、高密度、高性能封装的领域，如消费电子、通信设备、航空航天、汽车电子等。
特别是在需要高导热性能和微型化封装的领域中，倒装封装具有显著的优势。
五、创新要点1.材料创新：研发新型高导热性能材料，提高芯片与基板的热传导性能。
2.工艺创新：优化倒装封装的生产工艺，提高生产效率，降低成本。
3.设计创新：根据实际应用需求，设计更先进的倒装封装结构，提高封装的电学性能和机械可靠性。
4.系统集成创新：将倒装封装技术与其它先进技术相结合，如MEMS、3D封装等，开发出更先进的系统集成产品。
六、预期效果1.提高产业竞争力：通过技术创新和产业结构调整，提高中国倒装封装产业的国际竞争力。
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倒装封装介绍
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。
LED倒装芯片的优点
一是没有通过蓝宝石散热，可通大电流使用；二是尺寸可以做到更小，光学更容易匹配；三是散热功能的提升，使芯片的寿命得到了提升；四是抗静电能力的提升；五是为后续封装工艺发展打下基础。
什么是LED倒装芯片
据了解，倒装芯片之所以被称为“倒装”是相对于传统的金属线键合连接方式（Wire Bonding）与植球后的工艺而言的。
传统的通过金属线键合与基板连接的晶片电气面朝上，而倒装晶片的电气面朝下，相当于将前者翻转过来，故称其为“倒装芯片”。
倒装LED芯片，通过MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长GaN基LED结构层，由P/N结发光区发出的光透过上面的P型区射出。
由于P型GaN传导性能不佳，为获得良好的电流扩展，需要通过蒸镀技术在P区表面形成一层Ni- Au组成的金属电极层。
P 区引线通过该层金属薄膜引出。
为获得好的电流扩展，Ni-Au金属电极层就不能太薄。
为此，器件的发光效率就会受到很大影响，通常要同时兼顾电流扩展与出光效率二个因素。
但无论在什麼情况下，金属薄膜的存在，总会使透光性能变差。
此外，引线焊点的存在也使器件的出光效率受到影响。
采用GaN LED倒装芯片的结构可以从根本上消除上面的问题。
在倒装芯片的技术基础上，有厂家发展出了LED倒装无金线芯片级封装。
什么是LED倒装无金线芯片级封装
倒装无金线芯片级封装，基于倒装焊技术，在传统LED芯片封装的基础上，减少了金线封装工艺，省掉导线架、打线，仅留下芯片搭配荧光粉与封装胶使用。
作为新封装技术产品，倒装无金线芯片级光源完全没有因金线虚焊或接触不良引起的不亮、闪烁、光衰大等问题。
相比于传统封装工艺，芯片级光源的封装密度增加了16倍，封装体积却缩小了80%，灯具设计空间更大。
倒装无金线芯片凭借更稳定的性能、更好的散热性、
更均匀的光色分布、更小的体积，受到越来越多LED灯具企业和终端产品应用企业的青睐。
LED倒装芯片普及的难点：
1、倒装LED技术目前在大功率的产品上和集成封装的优势更大，在中小功率的应用上，成本竞争力还不是很强。
2、倒装LED颠覆了传统LED工艺，从芯片一直到封装，这样会对设备要求更高，就拿封装才说，能做倒装芯片的前端设备成本肯定会增加不少，这就设置了门槛，让一些企业根本无法接触到这个技术。
LED倒装芯片厂商推荐：
晶科电子作为国内唯一一家成熟应用倒装焊接（Flip-chip）技术的大功率LED集成芯片领导品牌，今年重拳出击推出了“芯片级LED照明整体解决方案”，能在LED芯片制成工艺中，通过新型晶片级工艺，完成一部分传统封装工艺或者节省传统封装工艺环节，使LED最终封装体积缩小，性能更加稳定。
其“易系列”和陶瓷基COB产品全部采用基于APT专利技术--倒装焊接技术，实现了单芯片及多芯片模组的无金线、无固晶胶封装，具有高亮度、高光效、高可靠性、低热阻、颜色一致性好等诸多优点。
德豪润达“北极光”1A LED照明级高驱动电流倒装芯片，该芯片在1A的电流驱动下可实现310流明，在700ma电流驱动下可达255流明LED芯片，除了单点光通量高，适合配光设计，演绎照明艺术；舒适的光色品质，为高品质照明环境专业设计；同时还具有客户满意的光效性能和性价比；业界领先的热学性能；回流焊工艺（IPC/JEDEC
J-STD-020C）；湿气敏感等级1；耐静电电压8000V（人体模式）。
倒装芯片可以广泛应用于液晶背光、大功率LED照明产品，如路灯、汽车灯等。
华灿光电作为国内LED芯片的制造商之一，在对白光LED的研究与开发积累了相当多的经验并形成了自主知识产权的基础上，对倒装LED的工艺做了深入细致的研究，不断提升外延和芯片工艺技术，目前倒装芯片45mil产品试验亮度为@1A，100lm/W，达到国内领先水准。
华灿光电的专业研发团队致力于倒装LED芯片的研究与开发，目前已研发成功，最终将实现倒装LED芯片产品产业化。