PCB板用倒裝芯片的組裝和裝配工藝流程

　　我們先來了解一下什么器件被稱為倒裝芯片?一般來說，這類器件具備以下特點：

　　1.基材是硅;

　　2.電氣面及焊凸在器件下表面;

　　3.球間距一般為4-14mil、球徑為2.5-8mil、外形尺寸為1-27mm;

　　4.組裝在基板上后需要做底部填充。

　　其實，倒裝芯片之所以被稱為“倒裝”，是相對于傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式(Wire Bonding)與植球后的工藝而言的。傳統(tǒng)的通過金屬線鍵合與基板連接的芯片電氣面朝上，而倒裝芯片的電氣面朝下，相當(dāng)于將前者翻轉(zhuǎn)過來，故稱其為“倒裝芯片”。在圓片(Wafer) 上芯片植完球后，需要將其翻轉(zhuǎn)，送入貼片機，便于貼裝，也由于這一翻轉(zhuǎn)過程，而被稱為“倒裝芯片”。

　　一、PCB板用倒裝芯片的組裝工藝流程

　　在半導(dǎo)體后端組裝工廠中，現(xiàn)在有兩種模塊組裝方法。在兩次回流焊工藝中，先在單獨的SMT生產(chǎn)線上組裝SMT器件，該生產(chǎn)線由絲網(wǎng)印刷機、貼片機和第 一個回流焊爐組成。然后再通過第二條生產(chǎn)線處理部分組裝的模塊，該生產(chǎn)線由PCB板用倒裝芯片貼片機和回流焊爐組成。底部填充工藝在專用底部填充生產(chǎn)線中完成，或與PCB板用倒裝芯片生產(chǎn)線結(jié)合完成。

　　二、PCB板用倒裝芯片的裝配工藝流程介紹

　　相對于其它的IC器件，如BGA、CSP等，PCB板用倒裝芯片裝配工藝有其特殊性，該工藝引入了助焊劑工藝和底部填充工藝。因為助焊劑殘留物(對可靠性的影響)及橋連的危險，將PCB板用倒裝芯片貼裝于錫膏上不是一種可采用的裝配方法。業(yè)內(nèi)推出了無需清潔的助焊劑，芯片浸蘸助焊劑工藝成為廣泛使用的助焊技術(shù)。目前主要的替代方法是使用免洗助焊劑，將器件浸蘸在助焊劑薄膜里讓器件焊球蘸取一定量的助焊劑，再將器件貼裝在基板上，然后回流焊接;或者將助焊劑預(yù)先施加在基板上，再貼裝器件與回流焊接。助焊劑在回流之前起到固定器件的作用，回流過程中起到潤濕焊接表面增強可焊性的作用。

　　PCB板用倒裝芯片焊接完成后，需要在器件底部和基板之間填充一種膠(一般為環(huán)氧樹酯材料)。底部填充分為于“毛細(xì)流動原理”的流動性和非流動性(No-follow)底部填充。

　　述PCB板用倒裝芯片組裝工藝是針對C4器件(器件焊凸材料為SnPb、SnAg、SnCu或SnAgCu)而言。另外一種工藝是利用各向異性導(dǎo)電膠(ACF)來裝配PCB板用倒裝芯片。預(yù)先在基板上施加異性導(dǎo)電膠，貼片頭用較高壓力將器件貼裝在基板上，同時對器件加熱，使導(dǎo)電膠固化。該工藝要求貼片機具有非常高的精度，同時貼片頭具有大壓力及加熱功能。對于非C4器件(其焊凸材料為Au或其它)的裝配，趨向采用此工藝。這里，我們主要討論C4工藝，下表列出的是PCB板用倒裝芯片植球(Bumping)和在基板上連接的幾種方式。

　　倒裝PCB板用倒裝芯片幾何尺寸可以用一個“小”字來形容：焊球直徑小(小到0.05mm)，焊球間距小(小到0.1mm)，外形尺寸小(1mm2)。要獲得滿意的裝配良率，給貼裝設(shè)備及其工藝帶來了挑戰(zhàn)，隨著焊球直徑的縮小，貼裝精度要求越來越高，目前12μm甚至10μm的精度越來越常見。貼片設(shè)備照像機圖形處理能力也十分關(guān)鍵，小的球徑小的球間距需要更高像素的像機來處理。

　　隨著時間推移，高性能芯片的尺寸不斷增大，焊凸(Solder Bump)數(shù)量不斷提高，基板變得越來越薄，為了提高產(chǎn)品可靠性底部填充成為必須。

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