专用倒装焊封装的开发与应用

倒装焊互连开始出现于各种封装结构中,倒装芯片封装(FCIP)现在已从30引线的CSP发展到2000引线以上的BGA中,该技术并不是一门新技术。倒装焊芯片最早是30多年前IBM公司推出,一直是在所生产的一些最高性能计算系统的核心。这个概念很简单,将一个小的焊料凸点从芯片的有源面直接到基板上。这种连接在电性能上远远优于线连接,因为它大大缩减了路径长度和相关的电感。其次,芯片与基板之间的导体连接点是同时完成,而不像丝焊封装那样一个接一个     

倒装焊器件的密封技术

倒装焊的底部填充属非气密性封装,并且受倒装焊凸点焊料熔点、底部填充有机材料耐温限制,使得倒装焊器件的密封结构设计和工艺设计受限。文章结合气密性器件使用要求,设计了两种不改变现行倒装焊器件制造工艺、器件总体结构[3]的密封技术,经过分析论证以及工艺实验,确认其是可行的。密封的器件能够满足MIL-883G中有关气密性、内部水汽含量、耐腐蚀(盐雾)、耐湿以及机械试验等[6~7],密封结构、密封工艺均是在现有封装工艺条件基础上进行,具有非常强的可行性。     

倒装焊封装工艺缺陷及检测方法研究

针对面阵列倒装焊封装结构内部互连工艺质量检测难度大的问题,提出了适用于倒装焊封装典型工艺缺陷的检测方法,阐述了光学二维视觉检测、X射线检测等常用缺陷检测技术的原理和工艺适用性,为倒装焊封装工艺质量提升提供有效技术参考.     

MEMS器件封装技术

综述了微电子机械系统(MEMS)封装主流技术,包括芯片级封装、器件级封装和系统及封装技术进行了。重点介绍了圆片级键合、倒装焊等封装技术。并对MEMS封装的技术瓶颈进行了分析。     

现代微光电子封装中的倒装焊技术

结合我们设计制作的倒装焊光电子器件—智能像素面阵 ,对倒装焊的工艺过程作了简要的介绍。该面阵采用铟做凸点材料 ,制作了输入输出数达 6 4× 6 4的凸点电极阵列 ,并采用回流焊的方式 ,将光电调制器面阵与对应的处理电路芯片对准后加热回流实现焊接 ,形成输入输出引线间距只有 80 μm的面阵器件     

倒装焊结构的大规模集成电路焊点失效机理研究

在倒装焊结构的球栅阵列（BGA）封装大规模集成电路（LSIC）的服役过程中,由于BGA焊球、基板材料和PCB材料的热膨胀系数不同,焊点失效成为倒装焊结构LSIC的主要失效模式。焊点失效与焊料性质、焊接时间和温度、制造中的缺陷等密切相关。结合焊点失效的常见形貌及实例,研究倒装焊结构的LSIC的焊点失效模式及失效机理。针对可能引发失效的因素,提出从工艺到应用的一系列预防措施,对提升该类型电路的可靠性具有指导意义。     

倒装焊封装中无铅焊点在封装工艺中的热机械力学分析

采用粘塑性Garofalo—Arrhenius模型描述无铅焊料的蠕变行为，确定了96．5Sn3.5Ag焊点材料的模型参数。采用与固化过程相关的粘弹性力学模型描述倒装焊底充胶的力学行为。利用有限元法模拟了无铅板上倒装焊在封装工艺及热循环条件下的应力应变行为。结果表明由于无铅技术在封装中的引入，封装工艺对倒装焊器件的影响更为重要。     

无铅倒装焊封装工艺中的芯片应力及开裂分析

采用粘塑性Garofalo-Arrhenius模型描述无铅焊料的非弹性力学行为,确定了Sn3.5Ag焊料该模型的材料参数。采用与固化过程相关的粘弹性力学模型描述倒装焊底充胶的力学行为。利用有限元仿真的方法,模拟了无铅倒装封装器件封装的工艺及可靠性测试。结果表明:由于无铅技术在封装中的引入,芯片破裂的可能性随之增加,破裂出现时裂纹的尺寸更小。     

倒装焊接技术及其发展

文章主要介绍了倒装片技术从起源到现在的发展状况,并对倒装片的工艺优点及电气方面的优点作出评价,提出倒装片将成为今后大型计算机组装工艺中的关键技术。     

以氮化铝陶瓷为基板的倒扣封装工艺研究

研究了以氮化铝为基板的倒扣封装的工艺。详细比较了氮化铝的各种金属化工艺。分别研究化学镀与激光诱导淀积实现金属化的方法。测量表明两种方法制备的金属层与氮化铝的粘附力均大于 10 MPa。同时对这两种方法的特点与适用范围进行概述     

Design of Solder Joint Structure for Flip Chip Package with an Optimized Shear Test Method

The structure of flip chip solder bumps was optimized in terms of shear height and shear speed using a shear test method with both experimental investigation and nonlinear, three-dimensional, finite element analysis being conducted. A representative, Pb-free solder composition, Sn-3.0Ag-0.5Cu, was used to optimize the shear test of the flip chip solder joints. Increasing the shear height, at a fixed shear speed, decreased the shear force, as did decreasing the shear speed, at a fixed shear height. These experimental and computational results supported the recommendation of low shear height and low shear speed condition for the shear testing of flip chip solder bumps. This optimized shear test method was applied to investigate the effect of various heights of mini bumps on the shear force of the solder joints. The shear force increased with increasing Ni-P mini bump height.     

功率型LED芯片的热超声倒装技术

结合功率型GaN基蓝光LED芯片的电极分布,在硅载体上电镀制作了金凸点,然后通过热超声倒装焊接技术将LED芯片焊接到载体硅片上.结果表明,在合适的热超声参数范围内,焊接后的功率型LED光电特性和出光一致性较好,证明了热超声倒装焊接技术是一种可靠有效的功率型光电子器件互连技术.     

用于倒装芯片的金球凸点制作技术

倒装芯片中凸点用于实现芯片和基板的电路互连,芯片凸点的制作是倒装芯片技术的关键技术之一.对金球凸点制作进行了介绍.金球凸点直接粘附于芯片上,同时又可具有电路互连的作用,可以完成倒装芯片与基板的电气连接.金球凸点的优势是简单、灵活、便捷、低成本,最大特点是无需凸点下金属层(UBM),可对任意大小的单个芯片进行凸点制作,平整度可达到±4μm.     

先进芯片封装技术

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型芯片封装技术的研究和开发。本文主要介绍了几种新型芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。     

倒装焊组装的光电混合集成RCE探测器面阵

报道了一种可用于并行光传输系统的64×64光探测器面阵。器件结构采用谐振腔增强型(RCE),吸收区由3层InGaAs/GaAs量子阱构成,谐振腔是由2组多层布拉格结构的反射镜组成,工作波长位于980nm。该器件利用倒装焊技术,将GaAs基的谐振腔增强型光探测器面阵与相应的Si基标准CMOS集成电路混合集成在一起,形成具备64×64路光并行接收及处理的大规模光电集成探测器面阵器件,并对光探测器面阵的主要特性进行了测试,测试结果显示该面阵具有均匀的电特性,反向偏压均大于14V,暗电流约为10nA数量级。     

倒装焊SnPb焊点热循环失效和底充胶的影响

采用实验方法 ,确定了倒装焊 Sn Pb焊点的热循环寿命 .采用粘塑性和粘弹性材料模式描述了 Sn Pb焊料和底充胶的力学行为 ,用有限元方法模拟了 Sn Pb焊点在热循环条件下的应力应变过程 .基于计算的塑性应变范围和实验的热循环寿命 ,确定了倒装焊 Sn Pb焊点热循环失效 Coffin- Manson经验方程的材料参数 .研究表明 ,有底充胶倒装焊 Sn Pb焊点的塑性应变范围比无底充胶时明显减小 ,热循环寿命可提高约 2 0倍 ,充胶后的焊点高度对可靠性的影响变得不明显     

倒装陶瓷球栅阵列电子封装的热分析

建立了倒装陶瓷球栅阵列(flip chip ceramic ball grid array,FC-CBGA)封装的三维热模型。在5 W热负荷下,比较了裸芯片式、盖板式和盖板加装热沉三种情况下芯片的热性能,进而分析了有无热沉和不同空气流速下,盖板式封装的具体热流分配情况。结果表明:在自然对流下,与裸芯片式相比,采用盖板式能使芯片结点温度降低约16℃,盖板加装热沉能使芯片结温降低47℃。芯片产生的热量大部分向上流向盖板,且随着空气流速的增加比例增大;由芯片流向盖板的热量有相当大一部分经过侧面流向基板,且随着流速增大比例较小。     

焊料凸点式倒装片与引线键合成本比较分析

文章讨论了引线键合芯片与板上或有机基板上焊料凸点式倒装片的成本比较问题。核查了IC芯片效率、金丝与焊接材料及这些技术使用的主要设备对成本的影响。采用有用的公式和图表,确定成本,并比较了采用这些技术的成本状况。