一键解决芯片键合封装难题!

在半导体工艺中，“键合”是指将晶圆芯片固定于基板上。键合工艺可分为传统方法和先进方法两种类型。传统方法采用芯片键合(Die Bonding)（或芯片贴装(Die Attach)）和引线键合(Wire Bonding)，芯片键合(Die Bonding)，是将芯片固定到基板（substrate）上的一道工艺。引线键合（wire bonding）则作为芯片键合的下道工序，是确保电信号传输的一个过程。

而先进方法则采用IBM公司在1960年研制开发出在芯片上制作凸点的倒装芯片焊接工艺。以95Pb5Sn凸点包围着电镀NiAu的凸球。后来制作PbSn凸点，使用可控塌焊连接(Controlled collapse Component Connection, 简称C4技术)，该技术最初为自己的大型计算机主机所开发的一种高可靠的封装技术。C4芯片具有优良的电学、热学性能，封装疲劳寿命至少提高10倍以上，倒装芯片键合技术将芯片键合与引线键合相结合，通过芯片上的凸点直接将元器件朝下互连到基板、载体或者电路板上。

两种芯片键合方式优势对比

倒装芯片元件主要用于半导体设备，有些元件，如无源滤波器，探测天线，存储器装备也开始使用倒装芯片技术，由于芯片直接通过凸点直接连接基板和载体上。因此，更确切的说，倒装芯片也叫DCA(Direct Chip Attach)，下图中CPU及内存条等电子产品是最常见的应用倒装芯片技术的器件。

下图是内存条中存储芯片通过倒装技术与线路板连接，芯片与电路板中间通过填充胶固定。

在典型的倒装芯片封装中, 芯片通过3到5个密耳(1mil=25um)厚的焊料凸点连接到芯片载体上，底部填充材料用来保护焊料凸点。

下图是一张典型的倒装连接图，芯片与下方的基板采用倒装方式连接：

在芯片键合过程中，首先需在封装基板上点上粘合剂。接着，将芯片顶面朝上放置在基板上。与此相反，倒装芯片键合则是一种更加先进的技术，首先，将称为“焊球(Solder Ball)”的小凸块附着在芯片焊盘上。其次，将芯片顶面朝下放置在基板上。在这两种方法中，组装好的单元将经过一个被称为温度回流(Temperature Reflow)的通道，该通道可随着时间的推移调节温度，以熔化粘合剂或焊球。然后，在其冷却后将芯片（或凸块）固定到基板上。

环氧树脂密封保护加固作用的前提是胶水已经固化，而焊点周围有锡膏中的助焊剂残留，如果底部填充胶与残留的助焊剂不兼容，导致底部填充胶无法有效固化，那么底部填充胶也就起不到相应的作用了，因此，底部填充胶与锡膏是否兼容，是底部填充胶选择与评估时需要重点关注的项目。

底部填充胶除起加固作用外，还有防止湿气、离子迁移的作用，因此绝缘电阻也是底部填充胶需考虑的一个性能。底部填充胶主要的作用就是解决BGA/CSP芯片与PCB之间的热应力、机械应力集中的问题，因此对底部填充胶而言，很重要的可靠性试验是温度循环实验和跌落可靠性实验。

屹立芯创底部填充除泡工艺应用成果

使用环氧树脂进行芯片键合时，可将极少量环氧树脂精确地点在基板上。将芯片放置在基板上之后，通过回流(Reflow)或固化(Curing)，在150°C至250°C的温度条件下使环氧树脂硬化，以将芯片和基板粘合在一起。此时，若所使用环氧树脂的厚度不均匀，则会因膨胀系数差异而导致翘曲(Warpage)，从而引起弯曲或变形。

DAF是一种附着在晶粒底部的薄膜。相比液态黏着剂，采用DAF可将厚度调整至非常小且恒定的程度。DAF不仅应用于芯片和基板之间的键合，还广泛应用于芯片与芯片之间的键合，从而形成多晶片封装（MCP）。换句话说，紧密粘合在芯片上的DAF等待切割工艺完成，然后在芯片键合过程中发挥自身的作用。

晶片黏结薄膜（DAF）的芯片键合工艺流程

从切割芯片的结构来看，位于芯片底部的DAF支撑着芯片，而切割胶带则以弱粘合力牵拉着位于其下方的DAF。在这种结构中，要进行芯片键合，就需要在移除切割胶带上的芯片和DAF之后立即将晶粒放置在基板上，并且不得使用环氧树脂。由于在此过程中可跳过点胶工序，因此环氧树脂的利弊被忽略，取而代之的是DAF的利弊。

使用DAF时，部分空气会穿透薄膜，形成空洞从而引起薄膜变形等问题。因此，对处理DAF的设备的精度要求格外高。屹立芯创凭借过硬的技术水准，以核心技术为品质支撑，运用核心专利技术进一步保证制程稳定运行。真空压力除泡系统VPS使用多重多段真空压力切换系统，可根据材料特性分段设定压力与真空数值，配备了双增压系统和双温控保护系统，保证封装精度及良率。精准去除气泡问题的同时，亦可帮助客户大幅提升UPH、降低生产风险与成本、提高产品良率与可靠性。使用DAF膜能够简化工艺并提高厚度均匀性，从而降低缺陷率并提高生产率。

屹立芯创DAF贴合工艺应用成果