倒裝芯片的英文名稱叫Flip Chip，是一種無引腳結構，一般含有電路單元。高性能、高可靠、體積小、重量輕是消費電子、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。芯片倒裝互連技術是在芯片焊盤上做凸點，然后將芯片倒扣于基板進行凸點與基板間的連接，凸點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，倒裝封裝技術是當今最先進的倒裝封裝技術之一。

圖1：Chiplet 技術主要采用倒裝互聯(lián)

倒裝芯片有多種多樣的設計，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現(xiàn)芯片與基板之間電氣互聯(lián)的制造技術。金凸塊制造技術使用黃金作為凸塊材料，具有較為出色的導電性、機械加工性、散熱性能以及可靠性高等突出優(yōu)點。金凸塊封測產品主要應用于顯示驅動芯片、CMOS 圖像傳感器、指紋傳感器、射頻識別芯片、濾波器、磁傳感器、記憶體、生物醫(yī)療裝置等領域。

圖2：常見凸點

2021年全球金凸點倒裝芯片市場銷售額達到了13億美元，預計2028年將達到25億美元，年復合增長率（CAGR）為8.7%（2022-2028）。金凸點的制作方法主要有金屬掩膜蒸鍍凸點、光掩膜蒸鍍凸點、釘頭凸點、電鍍焊料凸點和化學鍍凸點。與其他制作方法相比釘頭凸點焊接無需在芯片電極區(qū)上制作凸點下金屬化層（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的優(yōu)點，金球倒裝工藝流程相對簡短，低成本，綠色環(huán)保，低溫下可靠性高，已顯示其獨特的技術優(yōu)勢和前景。

圖3 釘頭凸點

釘頭金凸點倒裝互聯(lián)技術可實現(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可高達10-40 GHZ。釘頭凸點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，因此對器件本身也沒有任何污染和應力損傷，是未來高端芯片封裝的發(fā)展方向，更是5G/6G高速高頻時代產品封裝的首選方案之一。

圖4 金凸點熱壓超聲倒裝焊接過程示意圖

蘇州捷研芯在金凸點倒裝焊接技術領域深耕6年以上，達到國內領先,國際一流水準，2018年3月便設立了專線，是我國首家具有4/6/8 inch晶圓級金凸點和熱壓超聲焊接的技術開發(fā)能力的封測代工平臺企業(yè)，在金凸塊超聲熱壓倒裝焊接在硅基板、硅芯片、陶瓷基板和有機基板上的眾多應用領域均有扎實的理論和實踐經驗。

圖5 金凸點倒裝焊接流程示意圖

 目前金倒裝技術在RF MEMS濾波器和射頻模組領域已廣泛應用，此外此技術也可實現(xiàn)各類Chip to Chip、Chip to Interposer 的互聯(lián)焊接，應用于chiplet小型化模組。Chiplet技術指的是使用小型模塊化的“Chiplet”來組成更大、更復雜的系統(tǒng)級芯片(SoC)。這些Chiplet可以獨立設計和生產，從而在芯片設計和生產中提供更大的靈活性和可擴展性。從而減少芯片生產的成本和時間，并且可以更容易地實現(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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