FC装配技术

器件的小型化高密度封装形式越来越多，如多模块封装（MCM）、系统封装（SiP）、倒装芯片（FC，Flip-Chip）等应用得越来越多。这些 技术的出现更加模糊了一级封装与二级装配之间的界线。毋庸置疑，随着小型化高密度封装的出现，对高速与高精度装 配的要求变得更加关键，相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。

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、它对植球工艺、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。

倒装芯片的发展历史

倒装芯片的定义

什么器件被称为倒装芯片？一般来说，这类器件具备 以下特点：

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4-14mil、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为“倒装”，是相对于传统的金属线键合连接方式（Wire Bonding）与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气面朝 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，故称其为“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，便于贴装，也由于这一翻转过程，而被称为“倒装芯片”。

 
图1 
  

图2 
  

图3

倒装芯片的历史及其应用

倒装芯片在1964年开始出现，1969年由IBM发明了倒 装芯片的C4工艺（Controlled Collapse Chip Connection， 可控坍塌芯片联接）。过去只是比较少量的特殊应用，近 几年倒装芯片已经成为高性能封装的互连方法，它的应用 得到比较广泛快速的发展。目前倒装芯片主要应用在Wi- Fi、SiP、MCM、图像传感器、微处理器、硬盘驱动器、医用传感器，以及RFID等方面（图5）。

  
图4 
  

图5

与此同时，它已经成为小型I/O应用有效的互连解决方案。随着微型化及人们已 接受SiP，倒装芯片被视为各种针脚数量低的应用的首选方法。从整体上看，其在低端应用和高端应用中的采用，根 据TechSearch International Inc对市场容量的预计，焊球凸点倒装芯片的年复合增长率（CAGR）将达到31%。

倒装芯片应用的直接驱动力来自于其优良的电气性能，以及市场对终端产品尺寸和成本的要求。在功率及电 信号的分配，降低信号噪音方面表现出色，同时又能满足高密度封装或装配的要求。可以预见，其应用会越来越广泛。