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倒装焊工艺

/flip chip bonding technology/
条目作者王文娟

王文娟

最后更新 2023-08-19
浏览 244
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通过倒装焊点(即金属凸点阵列)直接将元器件芯片倒扣在读出电路芯片或互连基板上,施加一定的压力使它们焊接在一起,实现元器件和读出电路或基板互连的工艺技术。

英文名称
flip chip bonding technology
所属学科
电子科学与技术

倒装焊工艺是红外焦平面探测器常用的一种焊接技术(见图)。

倒装焊示意图倒装焊示意图

倒装焊工艺主要包括打底金属(UBM)的制备、金属凸点的制备、倒装焊接、底部填充胶工艺。打底金属是处于芯片焊盘与凸点之间的金属过渡层,一般由2~3种金属材料构成,如铬/金(Cr/Au)、钛/铜(Ti/Cu)、钛/金(Ti/Au)、镍/金(Ni/Au)、镍/钯(Ni/Pd)、钛/镍/金(Ti/Ni/Au)、钛/铂/金(Ti/Pt/Au)等。金属凸点一般为铟柱,可以在读出电路芯片或互连基板上单面制备,也可以在元器件芯片和读出电路芯片或互连基板上均制备。对铟柱的要求一般为:合理的铟柱高宽比(一般为1.5∶1)、均匀性不低于95%、表面光滑、不易氧化、铟膜黏着力强。倒装焊接是芯片互连的关键,决定着电气和机械互连的可靠性,通常有冷压焊接、回流自对准焊接两种方式。为提高互连的可靠性,避免凸点因受力不均匀而造成机械损伤甚至断裂,通常需要在铟球底部和芯片缝隙填充一种低黏度、低温固化的黏结剂,既起到内部机械支撑,又能实现上下基板热膨胀适配。

倒装焊工艺的主要优点是,焊接密度高,速度快,互连线短,导通电阻小,分布电容、电感小,可靠性好,成本低。

  • 耿红艳,周州,宋国峰,等.红外探测器倒装互连技术进展.红外与激光工程,2014,43(3):722-726.
  • 李金健.应用于红外焦平面铟柱互连的封装技术.电子与封装,2010,10(6):6-11.

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