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倒装芯片FlipChip技术与凸块工艺详解.docx
资料介绍
倒装芯片FlipChip技术与凸块工艺详解
一、引言
倒装芯片技术是先进封装中最基础的互连技术，所有高端封装的底层互连工艺都建立在Flip Chip技术的基础之上。Flip Chip将芯片翻转后直接通过凸块与基板或中介层连接，替代了传统的引线键合方式，大幅缩短了互连路径，提高了I/O密度和电气性能。Flip Chip技术在CPU、GPU和高端SoC中广泛应用。
二、Flip Chip的基本原理
2.1 与传统引线键合的对比
传统引线键合中芯片正面朝上，通过金线或铜线连接到基板，互连路径长，寄生参数大，I/O密度受限于芯片边缘的焊盘布局。Flip Chip中芯片正面朝下，通过芯片表面的凸块直接与基板连接，互连路径缩短到微米级，寄生参数显著降低，I/O可以在芯片表面均匀分布，密度大幅提高。
2.2 Flip Chip的工艺流程
Flip Chip工艺包括芯片凸块制作、基板焊盘准备、芯片翻转对准、回流焊接和底部填充五个步骤。芯片凸块可以通过电镀、印刷或植球方式制作，材料为焊料或铜。
三、凸块技术
3.1 C4凸块
C4凸块是Flip Chip最早使用的凸块类型，材料为高铅焊料，熔化温度约315℃。C4凸块的间距约200~250微米，适用于引脚数较少的芯片。
3.2 铜柱凸块
铜柱凸块在芯片焊盘上先电镀铜柱，再在铜柱顶端制作焊料帽。铜柱凸块的高度一致性好，间距可以缩小到40~50微米，适用于高密度互连。
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