焊球倒裝
常用和先進(jìn)的替代引線鍵合的互聯(lián)技術(shù)是倒裝芯片技術(shù)稱為C4,即受控塌陷芯片連接(Controlled Collapse Chip Connection)或FC(Flip Chip,倒裝芯片。這項(xiàng)技術(shù)是在20世紀(jì)20世紀(jì)60年代中期,LBM發(fā)明,或引線的電感低,為0.05~0.1nH(相比之下,直徑為25um的引線電感約為1nH/m),因此頻率響應(yīng)高以及低的串?dāng)_和同步開關(guān)噪聲。
倒裝芯片還提供了硅芯片高的封裝密度,在密封封裝中,硅芯片在高度接近125um(5mil)的陶瓷基板上緊密“堆疊”在一起,用于需要倒裝芯片間距約為 0.5 毫米(2000 萬)的環(huán)氧樹脂底部填充層壓基板)。
適量的熱量可以通過焊料凸點(diǎn)從裸片的正面?zhèn)鲗?dǎo)到下面的封裝,但是,必須從裸片的背面(面朝上)去除非常高的熱量(在快的設(shè)備中產(chǎn)生) ,雖然使用硅脂或聚合物的熱連接已成為一種更便宜的選擇,但這可能需要精心制作的導(dǎo)熱墊/棒和昂貴的封裝,這些封裝必須圍繞特定用途的植入物和 I/O 焊盤。球形芯片設(shè)計(jì),這意味著非常大的體積或高成本。
倒裝芯片已用于層壓基板(例如 PCB),通過使用底部填充聚合物來糾正熱膨脹系數(shù) (CTE) 的不匹配。盡管這些聚合物基板降低了封裝成本,但它們可能會進(jìn)一步降低冷卻能力。為了進(jìn)一步降低工藝成本,在現(xiàn)有的A1焊盤周圍,有研究采用熱超聲球焊技術(shù)(去除引線)在焊盤上形成凸塊。同時,也使用導(dǎo)熱聚合物或微球。為了充分利用倒裝芯片技術(shù),需要重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有芯片上的面陣I/O的倒裝芯片焊盤,但這些焊盤不允許在傳統(tǒng)封裝中進(jìn)行有效的引線鍵合(盡管面陣自動結(jié)合)。
這種重新設(shè)計(jì)減緩了倒裝芯片技術(shù)的使用,雖然長期以來一直存在將外圍焊盤重新排列為區(qū)域陣列焊盤格式的過程,但與的區(qū)域陣列IO芯片設(shè)計(jì)相比,這些設(shè)計(jì)的傳熱效率( through bumps)很低,串?dāng)_很高,所以這只是一個過渡階段。然而,由于小尺寸和高頻的要求,諸如手機(jī)應(yīng)用之類的大眾使用的便攜式終端已經(jīng)克服了這個問題。
目前,這些應(yīng)用需要更高性能的芯片和更高的 Si 芯片密度(堆疊),目前更多的芯片設(shè)計(jì)為真正的面陣、倒裝芯片格式。這種互連方法比引線鍵合增長得更快,并且推測它可能(多年)取代它們成為許多產(chǎn)品應(yīng)用的首選互連方法。
球凸點(diǎn)/柱凸點(diǎn)倒裝
越來越多地使用帶有球形凸塊(柱形凸塊)的倒裝芯片。例如,數(shù)十億個表面聲波 (SAW) 濾波器和數(shù)億個 IC 由它們互連?,F(xiàn)有四核上的引線鍵合設(shè)計(jì)。對這項(xiàng)技術(shù)的需求如此之大,以至于幾乎每家自動鍵合設(shè)備制造商都生產(chǎn)了專用的球凸點(diǎn)鍵合機(jī),可以快速將數(shù)萬個球凸點(diǎn)鍵合到整片晶圓上,劃片后可用于倒裝芯片(通常使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂或其他粘合方法)。