在倒裝芯片焊接中激光植錫球技術的應用2024-04-28
眾所周知，影響中國芯片製造發展的主要因素之一是光刻機。目前，這項技術掌握在國外少數企業手中。中國迫切需要國內研究人員的開發，才能獨立開發和打破被卡住的脖子。芯片製造的四個基本過程包括：芯片設計、FPGA驗證、晶圓光刻顯影、蝕刻、芯片封裝等。芯片製造過程是最複雜的。它需要經過濕洗、光刻、離子注入、幹蝕刻、等離子衝洗、熱處理、化學氣相澱積、電鍍處理、化學/機械表麵處理、晶圓測試等過程。去除光刻機的影響，各國之間的芯片製造工藝相差不大，下麵就讓ULILASER帶您看下芯片製造四大基礎工藝之一的芯片封裝焊接。
隨著3C電子產品越來越薄，PCB主板及電子元器件包括BGA芯片必須向高密度和薄設計發展。在SMT技術質量控製相當成熟的今天，BGA封裝焊接一直是一個重要的環節。由於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、基板技術、材料兼容性、製造技術、檢驗設備和方法提出了前所未有的挑戰。
倒裝芯片焊接技術是一種新型的微電子封裝技術。它將工作麵（有源區麵）上的凸點電機芯片向下，直接與基板布線層鍵合。一般來說，此類設備具有以下特點：
1、基材是矽；
2、設備下表麵的是電氣麵和焊凸；
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、在基板上組裝後，需要進行底部填充。
事實上，倒裝芯片之所以被稱為“倒裝”，是因為與傳統的金屬線鍵合連接方式相比（Wire Bonding）這與激光球種植後的過程有關。傳統的芯片電表麵通過金屬線鍵合連接到基板上（圖1），而倒置芯片的電表麵向下（圖2），相當於將前者翻轉，因此稱為“倒置芯片”。在圓圈中（Wafer）上芯片植球後(圖3)，需要翻轉，送到貼片機上方便貼裝，也因為這個翻轉過程被稱為“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，大多數芯片采用植錫球焊接。ULILASER的主要優點是可以實現極小尺寸的互連，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係統轉移到噴嘴上，放置在噴嘴上的焊球可以通過激光的高脈衝能瞬間熔化，然後熔化的焊料可以通過惰性氣體壓力精確植入焊點表麵，形成互聯焊點。由於焊球不含助焊劑，激光加熱熔化後不會飛濺。
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