PCB新聞 - 倒裝晶片凸點工藝的PCBA加工和組裝

在製造過程中 PCBA倒裝晶片 顛簸, 在引入絕緣層以展平倒裝晶片IC表面的拓撲圖之後, 契约製造商可以使用統一的設計規則來處理具有不同表面拓撲的集成電路. For (China) packaging design companies, 瞭解該科技的原因和解決方案有助於掌握該領域的最新技術趨勢.

30多年前, IBM首先將倒裝晶片互連結構引入製造業. The company not only introduced the concept of three-dimensional (3D) interconnection structure, 而且還率先提出了裝配的所有科技和設計規則 裸晶片PCBA 組裝到組裝背板的模塊或PCBA中. 從那時起, 一些較大的製造公司也開始建造倒裝晶片生產線. They either obtained licenses directly from IBM (such as Motorola, AMD公司, 等.), 或者改進了 PCBA組件 Delco等大公司的流程. 對於大公司, 從晶圓加工到成品交付的整個過程都可以完全控制. 因此, 完全可以將過程規則與佈線軟件相結合，並採用智慧設計過程. 然而, 現在情况不同了. 契约製造受到倒裝晶片加工工藝的限制，並面臨一些過去沒有遇到的問題.

集成電路製造商採用的制造技術和設計規則非常不同，使得製造倒裝晶片凸點的契约製造商難以選擇執行倒裝晶片I/O佈局和金屬互連的自動佈線軟件。 囙此，有必要引入絕緣層來平面化倒裝晶片IC表面的拓撲圖，以便契约製造商可以使用統一的設計規則來處理具有不同表面拓撲的IC。

合同制造鏈

製造業早已改變了以往大規模、垂直一體化結構的模式。 如今，對於設計和加工倒裝晶片的全球製造商來說，製造過程基本上可以分為3個階段（圖1）。 首先，設計和生產晶片。 在大多數情况下，設計和生產可以分開進行； 第二，設計和製造倒裝晶片互連結構； 第3，設計基板或背板，並將晶片粘附到電路板上。 契约製造商處於製造鏈的第二階段。

製造過程基本上可以分為3個階段：PCBA加工和組裝，用於生產倒裝晶片凸點的表面平滑過程

首先，設計和生產晶片。 在大多數情况下，設計和生產可以分開； 第二，設計和製造倒裝晶片互連結構； 第3，設計基板或底板，並將晶片粘附在產品中間。

對於能够控制整個過程的製造商來說，他們可以將其晶片設計無縫集成到倒裝晶片互連封裝中。 然而，契约製造商無法控制晶片設計和製造的整個過程，囙此有必要添加額外的佈線層，以將晶片的不均勻佈線結構轉換為平面陣列互連結構。 這種額外的佈線層通常稱為金屬或輸入/輸出

二次PCBA佈線層，或簡稱二次佈線層。

一般來說，二次佈線層是由鋁或銅線組成的薄膜佈線層，其中佈線可以用作訊號線、電源線和地線。 這些佈線中的附加層可能需要粘接或新增電流傳輸線的電子漂移電阻。 現時，這種薄膜佈線層通常在後端處理中製造。 囙此，根據具體設計要求，其厚度通常在1至3mm之間，寬度通常在12至100mm之間。

無論是否執行倒裝晶片輸入/輸出的二次佈線，都必須在輸入/輸出焊盤上形成焊料互連結構。 在焊接互連結構加工、PCBA組裝和返工過程中，會出現金屬化合物層。 最可靠的UBM結構需要盡可能薄的支撐結構。 在加工和PCBA組裝過程中，基於普通金屬的高鉛焊點可以限制脆弱金屬化合物層的形成。 圖2顯示了薄膜UBM焊接互連結構。 有關於金屬化合物層厚度與熱迴圈週期之間關係的專著可供參考。

一種薄膜UBM焊接互連結構PCBA加工和組裝用於生產倒裝晶片凸點的表面平滑工藝

契约晶圓供應商面臨的問題來自兩個方面。 一方面，他們無法控制工藝流程，另一方面，他們缺乏對晶片拓撲的理解。 許多製造商要求晶圓廠提供倒裝晶片凸點服務。 同時，為了控制成本或保護其製造鏈的安全，他們通常選擇其他鑄造廠來製造功能完全相同的晶片。

本文結論

現時，倒裝晶片互連設計面臨的主要困難有兩個方面：1。 滿足晶片和基板要求的所有電力參數的金屬互連工藝； 2、滿足所有PCBA組裝和加工過程的3維幾何結構。 提供契约處理服務的供應商面臨著一系列似乎難以克服的問題。 為了將自動佈線工具與倒裝晶片凸點處理和二次佈線過程相結合，有必要掌握處理控制過程。 晶圓的契约製造商幾乎不可能獲得更多的金屬層資訊。 晶圓凸點工廠可能能够解决這個問題，就像人們用封裝來解决集成電路製造過程中的缺陷一樣。 此外，事實上，除了掌握頂層的精確設計尺寸外，可能很難獲得更多資訊。

為了解决上述問題, 在製造過程中需要使用均勻的平面絕緣層, 如陶氏化學公司生產的BCB資料. 覆蓋有機鈍化絕緣層可能會新增成本, 但它確實需要一個平面來處理互連結構，以實現高度可靠 PCBA組件.