倒裝芯片的英文名稱叫Flip Chip，是一種無引腳結(jié)構(gòu)，一般含有電路單元。高性能、高可靠、體積小、重量輕是消費(fèi)電子、工業(yè)電子、汽車電子、醫(yī)療電子、軍用電子器件的共同需求和發(fā)展方向。為滿足微電子封裝微型化、高性能的要求，芯片倒裝將是主要互連形式。芯片倒裝互連技術(shù)是在芯片焊盤上做凸點(diǎn)，然后將芯片倒扣于基板進(jìn)行凸點(diǎn)與基板間的連接，凸點(diǎn)連接比引線鍵合連線短，傳輸速度高，其可靠性提高30～50倍。倒裝芯片在電子封裝互聯(lián)中占有越來越多的份額，倒裝封裝技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)的倒裝封裝技術(shù)之一。

圖1：Chiplet 技術(shù)主要采用倒裝互聯(lián)

倒裝芯片有多種多樣的設(shè)計(jì)，從凸塊材料來看主要包含：金凸塊、錫鉛凸塊、銅凸塊等。金凸塊制造，是一種利用金凸塊接合替代引線鍵合實(shí)現(xiàn)芯片與基板之間電氣互聯(lián)的制造技術(shù)。金凸塊制造技術(shù)使用黃金作為凸塊材料，具有較為出色的導(dǎo)電性、機(jī)械加工性、散熱性能以及可靠性高等突出優(yōu)點(diǎn)。金凸塊封測產(chǎn)品主要應(yīng)用于顯示驅(qū)動(dòng)芯片、CMOS 圖像傳感器、指紋傳感器、射頻識(shí)別芯片、濾波器、磁傳感器、記憶體、生物醫(yī)療裝置等領(lǐng)域。

圖2：常見凸點(diǎn)

2021年全球金凸點(diǎn)倒裝芯片市場銷售額達(dá)到了13億美元，預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到25億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為8.7%（2022-2028）。金凸點(diǎn)的制作方法主要有金屬掩膜蒸鍍凸點(diǎn)、光掩膜蒸鍍凸點(diǎn)、釘頭凸點(diǎn)、電鍍焊料凸點(diǎn)和化學(xué)鍍凸點(diǎn)。與其他制作方法相比釘頭凸點(diǎn)焊接無需在芯片電極區(qū)上制作凸點(diǎn)下金屬化層（UBM），無濕制程、無電鍍制程、無污染、無高溫、工藝簡單、成本低、晶圓尺寸兼容性好（2-8inch）、也可在離散芯片上制作凸點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，金球倒裝工藝流程相對(duì)簡短，低成本，綠色環(huán)保，低溫下可靠性高，已顯示其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和前景。

圖3 釘頭凸點(diǎn)

釘頭金凸點(diǎn)倒裝互聯(lián)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)器件更好的信號(hào)完整性，過去2-3GHZ是IC封裝的頻率上限，采用金凸塊封裝技術(shù)可高達(dá)10-40 GHZ。釘頭凸點(diǎn)制作和倒裝焊接過程中無高溫，無液體腐蝕，在干燥無塵環(huán)境下加工，因此對(duì)器件本身也沒有任何污染和應(yīng)力損傷，是未來高端芯片封裝的發(fā)展方向，更是5G/6G高速高頻時(shí)代產(chǎn)品封裝的首選方案之一。

圖4 金凸點(diǎn)熱壓超聲倒裝焊接過程示意圖

蘇州捷研芯在金凸點(diǎn)倒裝焊接技術(shù)領(lǐng)域深耕6年以上，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先,國際一流水準(zhǔn)，2018年3月便設(shè)立了專線，是我國首家具有4/6/8 inch晶圓級(jí)金凸點(diǎn)和熱壓超聲焊接的技術(shù)開發(fā)能力的封測代工平臺(tái)企業(yè)，在金凸塊超聲熱壓倒裝焊接在硅基板、硅芯片、陶瓷基板和有機(jī)基板上的眾多應(yīng)用領(lǐng)域均有扎實(shí)的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

圖5 金凸點(diǎn)倒裝焊接流程示意圖

 目前金倒裝技術(shù)在RF MEMS濾波器和射頻模組領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，此外此技術(shù)也可實(shí)現(xiàn)各類Chip to Chip、Chip to Interposer 的互聯(lián)焊接，應(yīng)用于chiplet小型化模組。Chiplet技術(shù)指的是使用小型模塊化的“Chiplet”來組成更大、更復(fù)雜的系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)。這些Chiplet可以獨(dú)立設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，從而在芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中提供更大的靈活性和可擴(kuò)展性。從而減少芯片生產(chǎn)的成本和時(shí)間，并且可以更容易地實(shí)現(xiàn)不同部件之間的協(xié)同工作。在某些情況下，使用Chiplet也可以提高芯片的性能和效率。

圖6  Chip to Chip 焊接示意圖

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