目前，国内的电子封装技术尚不成熟，很多电子封装企业均是国外在华建立 的独资或控股的封测企业。相较于国外水平，我们国家技术不成熟，在日新月异 的国际市场上不具有优势，应当专注于产品设计、研发、营销等核心部分，一方 面学习国外的先进技术和方法，一方面依据自身优点，在变化多端的国际市场占 据一定地位。

1。2 倒装芯片技术及封装技术

倒装芯片（Flip Chip，简称 FC），它是由 IBM 公司在 1960 年代开发，是让

芯片保持正面朝下，向基板进行封装，是一种用于连接电路且含有电路原件、由 众多焊球组成的无引脚结构。这是一种新型的封装方式，在各种领域都被大量使 用。封装结构如图 1。1 所示，用焊料将基底与芯片连接起来，然而这种方式成本 过高，一般用于高端 IC 的封装，不能广泛应用。芯片与基板的热膨胀系数难以 匹配，会造成热机械失效。特别是比较大的 IC 芯片，由于其种种特性无法使用 低成本的有机基板。而目前的采用在芯片底部添加树脂的方法，来匹配芯片、有 机基板、焊料的热膨胀系数（CTE），增加了封装的可靠性。这种创新使低成本 的有机基板和 FC 技术的应用范围变得广阔起来。后来，由于含铅焊料的使用限 制，人们逐渐开始使用无铅焊料，并投入大量时间进行研究与分析。

 倒装芯片

基板技术的产生是由于一开始芯片封装使用的陶瓷基板价格太高，为了使用 基板并降低成本， 不断研究形成的技术。基板的结构一般是顺序堆叠结构

（Sequential build-up structure）。顺序堆叠结构分为三部分，在三部分中间 是一个核（Core），这个核是利用传统的 PUB 技术制造的。核的上下两面是叠层， 这个叠层是采用微通孔技术制造的。这个核主要负责提供机械硬度，两个叠层则 提供了高密度线路，高密度线路可以连接倒装芯片，此外，叠层还有低 CTE，通 过调整 Core 中的环氧树脂含量，可以降低回流过程中焊料的接点应力，提高了 封装的可靠性。

倒装芯片的封装技术主要分为 UBW 及 Solder Bump 技术、底部填充

（underfill）技术、基板（Substrate）技术等。其中，UBW 技术是关键，它有 拥粘附层、导电层、扩散阻挡层等结构。粘附层包括 Cr 层和 Ti 层，粘合剂涂抹 在 A1 与钝化层之间，用来粘贴凸点和焊盘。扩散组层是为了防止凸点越过粘附 层，主要分为 Ni、Mo、Cu 层，与 Al 结合形成中间金属化合物，这种金属化合物 有一定的脆性。且这种材料使其导电层则是用于导电连接，分为 Au 层和 Cu 层。

 倒装芯片封装图

底部填充技术作用在焊接完成后，工作区域是基板和芯片之间，填充环氧树 脂。环氧树脂可以保护芯片，无法被环境影响，减少芯片和基板间的热膨胀系数， 改善其不适配情况，便于再分配应力与应变。由于环氧树脂的功效，大大提高了 元件的可靠性。填充一般是在基板上涂抹助焊剂，将焊料凸点与基板焊盘对准， 加热回流，清除助焊焊料凸点。填充时需要将填料，沿着芯片边缘的细缝缓缓注 入。细缝的毛细管的虹吸作用，让填料被吸入后，向芯片和基板的中心流动，在 填料填满底部后，开始加热固化。在这个过程中，凸点的节距愈来愈细，凸点会 愈来愈小，芯片的尺寸则会愈来愈打，使得毛细管的虹吸工艺变得更加艰难。由 此，人们开始研究无流动填充（No-flow underfill）工艺。这道工艺发生在芯片和 基板焊接前，充分混合焊剂与填充物，使其均匀分布在基板上，进行回流焊接。 与传统工艺比较，无流动填充减少了一些步骤，比如，助焊剂分布和清除步骤等。 此外，无流动填充无需借助虹吸作用，把回流和固化合并成一步，使工艺步骤得 到简化，生产效率得以提高。这种工艺重点是对填充物的要求，它要求填充物延 迟固化和助焊方面必须具有很高的能力。但是这种工艺具有缺点，在焊料热回流 的过程中，使用无流动填充工艺会产生大量空穴，这些空穴会影响最后成品的可 靠性。在不断研究中，通过掺杂二氧化硅微粒，这样可以使填充物的 CTE 降低， 从而提高封装的可靠性。