03 3 倒装芯片技术.pptVIP

* Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 底部填充材料吸收了一定的应力，在某些情况下回将其本身的变形转嫁给芯片，于是芯片中的应力过大而导致开裂。应力的水平取决于基板材料以及硅晶片的表面质量。焊点随温度的循环的疲劳寿命可以使用有限元分析、经验模型以及计算机软件进行模拟。对于苛刻的使用要求，建议采用加速测试。 疲劳寿命 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 在固化底部填充材料前，要对已经焊接的芯片进行测试。一旦固化，出去失效的芯片就很困难。最好在芯片焊接将就进行测试，以确保芯片是真正好的芯片（KGD, Known-Good Die），以减少返修的可能。 对于真正好的芯片，仍然有很多设备和技术问题。传统的IC一般进行全面的测试，然后包封起来，因为其最终的测试可以很容易地进行。 测试－01 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 对于KGD，有两种基本的测试以及强化途径： （1）在圆片级 (2)在单个芯片级。 由于功率分布、冷却以及圆片接触的问题，在高频和包封状态下进行圆片级的测试有很大的技术难度。而对于单个芯片的高频以及强化测试，要使用测试插座、探针卡等，会破坏芯片的焊盘，且限制了高频并且增加了成本。 目前强化测试、边界扫描测试等的研究比较活跃。 测试－02 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 对于生产KGD，出现了将KGD组装到临时载体上使之成为临时单芯片而进行强化等传统测试，以提高质量和可靠性。这种情况下，晶片被安装到与单芯片相同的单芯片封装中，在焊盘间进行临时电气连接，然后进行传统的测试。当测试完之后，晶片就取出来。 测试－03 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 一般的倒装芯片组装是通过焊料将凸点焊接到电路板上。对于细间距应用， 焊料可在焊盘上施加较粘的焊剂，施用方法有浸渍芯片或者将焊剂直接涂覆到基板上的办法。对于间距大于0.4 mm，可通过焊膏印刷的办法。 然后将芯片放在涂覆了焊剂或者焊膏的焊盘上，进行回流，最后清洗。 生产过程 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 然后滴注底部填充材料，加热固化。 与传统的SMD组装比，倒装芯片组装需要一些额外的工具与步骤，如：芯片转载单元、焊剂涂覆单元、浸渍步骤或者焊剂槽以及底部填充与固化设备。 生产过程 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 底部填充 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 底部填充的作用 Si的CET：2.8ppm/ oC、FR4的为15.8ppm/ oC，在功率循环与热循环工作中，CET失配导致焊点热应力，而发生疲劳失效。 底部填充材料将集中的应力分散到芯片的塑封材料中去。 还可阻止焊料蠕变，并增加倒装芯片连接的强度与刚度。 保护芯片免受环境的影响（湿气、离子污染等） 使得芯片耐受机械振动与冲击。 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 填充材料的要求 不适宜使用一般用于包封芯片的环氧树脂，因为这类环氧树脂及其添加料的? 放射高，粘滞性高，填料粒子尺寸大于倒装芯片与基板间的间隙。则填料的要复合以下要求： 无挥发性。否则会导致芯片底部产生间隙。 尽可能减小应力失配。填料与凸点连接处的Z方向CTE要匹配。 固化温度要低。防止PCB热变形。 较高的玻璃转化温度。以保证耐热循环冲击的可靠性。 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 填充材料的要求 填料粒子尺寸要小。 在填充温度下流动性要好。 具有较高的弹性模量以及弯曲强度。使得互连应力小。 高温高湿下，绝缘电阻要高。即要求杂质离子（Cl－，Na＋、K＋）等数量要低。 对于存储器等敏感元件，填料低的? 放射至关重要。 * Prof. Wu Fengshun, fengshunwu@mail.hust.edu.cn * 填充方式 1、芯片焊接后填充 环氧物质中掺有陶瓷填料以提高导热率并改善CET。 需要一个阻挡装置，以防止填充材料到处溢流。 2、芯片焊接前填充： 非流动填充，由乔治亚理