超聲熱壓金倒裝互聯(lián)技術(shù)

 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，金球凸點(diǎn)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，目前國內(nèi)還處于起步階段。

金凸點(diǎn)比回流焊凸點(diǎn)的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能高10倍，金為較軟金屬，當(dāng)前業(yè)界已開始采用熱聲倒裝鍵合完成金凸點(diǎn)互連，目前主要應(yīng)用于LED、CMOS sensor、Opto Sensor、SAW、RF-Switch、RF module等產(chǎn)品領(lǐng)域，其金球倒裝工藝流程相對簡短，低成本，綠色環(huán)保，已顯示其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和前景。蘇州捷研芯在此技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先，國際一流水準(zhǔn)，對本公司和本行業(yè)都將產(chǎn)生積極的影響，特別是金凸塊超聲熱壓倒裝焊接在硅基板和陶瓷基板上的應(yīng)用。

金凸塊倒裝互聯(lián)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)器件更好的信號完整性，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，同時由于不需要經(jīng)過高溫，因此對器件本身也沒有內(nèi)應(yīng)力損傷，是未來高端芯片封裝的發(fā)展方向，更是5G高速高頻時代封裝的首選方案之一。

此技術(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始在超高頻產(chǎn)品（軍用或通訊導(dǎo)航）上獲得應(yīng)用，在ＭＥＭＳ聲波濾波器領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，目前國內(nèi)還剛剛起步，有一定的技術(shù)難度，但市場應(yīng)用前景廣大.蘇州捷研芯在長三角范圍內(nèi)第一家具有金球成球和熱壓超聲焊接的技術(shù)開發(fā)能力的聲波濾波器封裝企業(yè)。

圖1 Au熱壓超聲焊接

晶圓級金凸點(diǎn)成球技術(shù)

超聲倒裝焊是在超聲能量、壓力及熱的共同作用下，實(shí)現(xiàn)芯片I/O 端口與基板之間的直接互連。熱超聲倒裝焊具有封裝可靠性高、連接效率高、工藝簡單、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，較低的焊接溫度降低了在凸點(diǎn)與焊盤間形成金屬間化合物的可能性，同時又是一種無鉛的綠色焊接，被認(rèn)為是滿足下一代芯片封裝要求的具有發(fā)展?jié)摿Φ男鹿に嚭托录夹g(shù)。晶圓級金凸點(diǎn)成球技術(shù)是實(shí)現(xiàn)金球倒裝互聯(lián)的首要前提，蘇州捷研芯引進(jìn)美國成套量產(chǎn)設(shè)備和工藝，兼容4~12inch晶圓金凸點(diǎn)制作。

主要技術(shù)指標(biāo)為：

1）焊球尺寸：焊接前62+/-5um，焊接后90+/-10um；

2）焊球間距：Min９0um;

3）焊接后互聯(lián)高度：10~20um;

5）焊接強(qiáng)度：推力測試>18g/金球；

6）樣品可承受短時（~2 min）300℃高溫；

7）存儲溫度測試：-65℃～+125℃無焊點(diǎn)虛焊;

8）溫度沖擊實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)換時間不大于5 min，循環(huán)次數(shù)500次。

圖2 Stud bump

    蘇州捷研芯引進(jìn)、消化、吸收國外最新芯片級封裝技術(shù)，通過再創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了核心器件封裝的國產(chǎn)化。已經(jīng)與國內(nèi)設(shè)計公司合作開發(fā)出1.4X1.1mm、1.1X0.9mm等CSP封裝型聲表面波濾波器產(chǎn)品，是國內(nèi)率先推出此類微型化產(chǎn)品封裝的少數(shù)封裝代工廠之一！


圖3 1.4X1.1mm CSP Saw filter



圖4 1.1X0.9mm CSP Saw filter