在倒装芯片焊接中激光植锡球技术的应用2024-04-28

众所周知，影响中国芯片制造发展的主要因素之一是光刻机。目前，这项技术掌握在国外少数企业手中。中国迫切需要国内研究人员的开发，才能独立开发和打破被卡住的脖子。芯片制造的四个基本过程包括：芯片设计、FPGA验证、晶圆光刻显影、蚀刻、芯片封装等。芯片制造过程是最复杂的。它需要经过湿洗、光刻、离子注入、干蚀刻、等离子冲洗、热处理、化学气相淀积、电镀处理、化学/机械表面处理、晶圆测试等过程。去除光刻机的影响，各国之间的芯片制造工艺相差不大，下面就让ULILASER带您看下芯片制造四大基础工艺之一的芯片封装焊接。
 
随着3C电子产品越来越薄，PCB主板及电子元器件包括BGA芯片必须向高密度和薄设计发展。在SMT技术质量控制相当成熟的今天，BGA封装焊接一直是一个重要的环节。由于倒装芯片的外形尺寸比BGA或CSP小，球径和球间距小，他对植锡球技术、基板技术、材料兼容性、制造技术、检验设备和方法提出了前所未有的挑战。
 
倒装芯片焊接技术是一种新型的微电子封装技术。它将工作面（有源区面）上的凸点电机芯片向下，直接与基板布线层键合。一般来说，此类设备具有以下特点：
 
1、基材是硅；

2、设备下表面的是电气面和焊凸；

3、球之间的距离一般为4-14milk、球体直径为2.5-8mill、形状尺寸为1-27mm；

4、在基板上组装后，需要进行底部填充。
 
事实上，倒装芯片之所以被称为“倒装”，是因为与传统的金属线键合连接方式相比（Wire Bonding）这与激光球种植后的过程有关。传统的芯片电表面通过金属线键合连接到基板上（图1），而倒置芯片的电表面向下（图2），相当于将前者翻转，因此称为“倒置芯片”。在圆圈中（Wafer）上芯片植球后(图3)，需要翻转，送到贴片机上方便贴装，也因为这个翻转过程被称为“倒装芯片”。
 
激光锡球焊分为喷球焊接和植球焊接，是一种全新的锡焊贴装工艺，大多数芯片采用植锡球焊接。ULILASER的主要优点是可以实现极小尺寸的互连，熔滴尺寸可以小到几十微米。容器中的焊球可以通过特殊的单焊珠分球系统转移到喷嘴上，放置在喷嘴上的焊球可以通过激光的高脉冲能瞬间熔化，然后熔化的焊料可以通过惰性气体压力精确植入焊点表面，形成互联焊点。由于焊球不含助焊剂，激光加热熔化后不会飞溅。

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