激光植锡球技术在倒装芯片焊接的应用

激光植锡球技术在倒装芯片焊接的应用

路透社12日引述知情人士消息称，拜登政府计划下个月扩大对美国企业向中国出口人工智能芯片与芯片制造设备的限制。而这次不再像是之前华为被芯片卡脖子一样，这对我国的芯片企业也是一大发展机遇。我国知名专家解读，美国的限制政策会干扰中国建立14纳米及以下芯片生产线，导致中国企业在购买相关芯片生产设备时发生延迟，甚至买不到，这会对中国带来现实性的影响。

不过也正是因为美国的打压，中国芯片产业也在致力于建立基于自主科研技术的生产能力。高端GPU（图形处理器）被禁止向中国出口，短期内对中国人工智能、高性能计算等方面会带来一定影响，但中国目前已有约20家企业进行GPU的设计和研发。从这个角度来看，美国限制出口也意味着美国企业把这些市场拱手让给正在快速发展的中国企业。

我们都知道，影响我国芯片制造发展的主要因素在于光刻机，目前这项技术掌握在国外少数的几家企业手上，我国要自主研发打破被卡脖子，亟待国内科研人士的开发。芯片制造四大基本工艺包括：芯片设计、FPGA验证、晶圆光刻显影、蚀刻、芯片封装等，晶片制作过程最为复杂，需经过湿洗、光刻、 离子注入、干蚀刻、等离子冲洗、热处理、化学气相淀积、物理气相淀积、电镀处理、化学/机械表面处理、晶圆测试等过程。除去光刻机的影响，其实各国之间的芯片制造工艺相差并不大，下面我们来看下芯片制造四大基础工艺之一的芯片封装焊接。

随着3C电子产品越来越来向轻薄化发展，PCB主板及电子元器件包括BGA芯片也就必须向着高密、薄化设计发展，在SMT工艺质量控制相当成熟的今天，BGA的封装焊接一直是重要关注的环节。由于倒装芯片比BGA或CSP具有更小的外形尺寸、更小的球径和球间距，他对植锡球工艺、基板技术、材料的兼容性、制造工艺，以及检查设备和方法提出 了前所未有的挑战。

倒装芯片焊接技术是一种新兴的微电子封装技术，它将工作面（有源区面）上制有凸点电机的芯片朝下，与基板布线层直接键合。一般来说，这类器件有一下特点：

1、基材是硅；

2、电气面及焊凸在器件下表面；

3、球间距一般为4-14milk、球径为2.5-8mil、外形尺寸为1-27mm；

4、组装在基板上后需要做底部填充。

其实，倒装芯片之所以被称之为“倒装”，是相对于传统的金属线键合连接方式（Wire Bonding）与激光植球后的工艺而言的。传统的通过金属线键合与基板连接的芯片电面朝上（图1），而倒装芯片的电气面朝下（图2），相当于将前者翻转过来，故称为“倒装芯片”。在圆片（Wafer）上芯片植完球后（图3），需要将其翻转，送入贴片机以便于贴装，也由于这一翻转过程被称为“倒装芯片”。

激光植锡球工艺介绍

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，而大多数芯片采用的则是植锡球焊接。188金宝搏ios 这种植锡球工艺的主要优点是能实现极小尺寸的互连，熔滴大小可小至几十微米。能将容器中的锡球通过特制的单锡珠分球系统转移至喷射头，通过激光的高脉冲能量，瞬间熔化置于喷射头上的锡球，再利用惰性气体压力将熔化后的锡料，精准植入到焊点表面，形成互联焊点。由于锡球内不含助焊剂，激光加热熔融后不会造成飞溅，凝固后饱满圆滑对焊盘不存在后续清洗或表面处理等附加工序。且锡量恒定，分球焊接速度快、精度高，尤其适合用于BGA芯片、晶元等植锡球的贴装工艺上，也可以适用于高清摄像头模组及精密声控器件、数据线焊点组装等细小焊盘及漆包线锡焊。