芯片 塑封材料

图 1。1  倒装芯片封装技术

倒装芯片是利用焊点来直接实现芯片和基底的功率、信号和电源的连接，因 此，信号处理效率得到了提升，使用性能也变高了。目前，倒装芯片技术主要应 用在微处理器、医用传感器、硬盘和其他芯片组件等方面，相信在未来几年，倒 装芯片技术会得到突破性的发展。

随着微电子封装的发展方向，逐渐趋向于更小、更快、更便宜，所以既要减 小尺寸，降低成本，还要增加性能，这大大增加了封装产业的难度。倒装芯片技 术不仅仅是简单的芯片互连技术，而且还是理想的芯片粘结技术，在未来的社会 中，它会成为高密度封装技术的最佳选择。

1。3 倒装芯片缺陷检测技术发展

随着倒装芯片封装技术的普遍应用，人们致力于研究封装的稳定性。因为芯 片和基底的热膨胀系数差异很大，在加载温度下，受热或冷却时的变形也不一样， 导致焊点的应力不匹配，会出现变形、弯曲等封装缺陷。在电子封装过程中，倒

装芯片会产生问题，常见的问题有，短路（shorts），焊球脱开（opens），缺失（missing components），虚焊（insufficient solders），根据资料显示，其中焊球缺失约占比 例为 4%。材料渐渐趋向于低铅以及无铅化发展，大大增加了缺陷出现的概率，阻 碍了倒装芯片技术的长远发展。由此可见，大力研究倒装焊缺陷检测技术，是非 常有必要的，这对国家的高新技术发展也是有利的。

焊球是隐藏在芯片与基底之间的，人类是不能用肉眼观察的，因此缺陷检测 的难度大大增加了，需要通过各种设备来进行检测。到现在为止，倒装芯片的缺 陷检测方法一般分成两类，一是接触式，二是非接触式。第一种检测方法，主要 是利用其判断 FC 芯片的电路是否正常连接，首先，对于区别和找到焊球缺陷位 置方面，还不是特别的精确，需要依据所要求的条件上制造出合适的检测装备。 其次，接触式检测方法会直接碰到芯片表面，可能会损坏芯片表面。但是，非接 触式检测避免了这个问题，在获取芯片微观状态时，也能提供不错的工艺信息。 其主要的方法有：X 射线检测、光学视觉检测、扫描声显微（SAM）检测等[12-13]。

X 射线检测是利用 X 射线穿透不同的介质来完成检测的，对于内部缺陷（如 横向裂纹等），还要进行三维扫描，效率非常低。X 射线不仅危害人体健康，还会 破坏被测样品，因此该方法被限制了。

光学二维检测技术，是将样片置于摄像机的现场，利用系统所设置的光源， 来得到我们所需要的检测图像，之后利用相关算法来处置图像，来得到 FC 芯片 的特性和构造。因为芯片上的焊球部分属于金属，其色彩和纹理符合相应的准则 和规律，当焊球具有缺陷时，它们都会出现变化，因此，检测缺陷的彩色图像非 常有效果，应用也变得普遍起来。但是，它只适用于 FC 芯片封装前的检测，对 于隐藏在芯片与基底内部的焊球来说，要想检测出缺陷，是非常困难的[14-15]。

红外无损检测技术，主要有两种方式，被动式和主动式。被动红外检测的原 理是：当环境温度与测试样本的温度有差异时，它们之间的热量将进行互换，这 时候，利用红外来测量温度，样片的缺陷会使其表面温度发生变化并显示出来， 这从中的温度变化就是它的热特性的变化。主动式红外检测技术，就是将样片使 用热加载，加载的同时或过后一段时间开始红外测温，可根据环境要求来检测。 其中，主动红外检测技术比被动式方法要好得多，因为它能在不损坏样片表面的 情况下，高效检测大面积的样片，检测出的样片缺陷也非常具体清晰，是一门可 以着重研究发展的技术[16]。