浅谈底部填充技术中倒装芯片设计

随着电子设备更小、更薄、功能更集成的发展趋势，半导体芯片封装的技术发展起到越来越关键的作用，而谈到高性能半导体封装，小编觉得很多smt贴片厂商想到的就是引线键合技术。

的确如此。不久之前，大多数如QFP、SiP和QFN等高性能半导体封装，是完全依赖于引线键合技术来形成设备互联的。在这个结构下的芯片连接，是通过从芯片上方铺设细电线到基材上的板连接口来完成的。虽然这一封装形式广为运用，但随着市场对复合功能、更小尺寸、卓越性能以及生产灵活性的追求，具有高I/O数量，封装集成与更紧凑凸块间隙设计的倒装芯片封装异军突起。

倒装芯片有多种多样的设计，从凸块材料来看主要包含：金凸块、堆栈凸块、镀金点、铜凸块。而这些不同设计的倒装芯片在smt贴片打样或加工生产中真正兴起，还有一个重要因素是针对倒装芯片设计的完善封装材料解决方案，确保了这一先进封装的生产制造。

倒装芯片设计的凸块密度，就是对材料解决方案专家来说不得不考虑的重要问题。不同的倒装芯片根据其功能需求凸块密度各不相同，而这些不同间距的凸块，对保护芯片的底部填充材料带来挑战。

传统用于倒装芯片保护的底部填充剂利用毛细作用，通过缝隙和真空互相作用驱动，在芯片基材上流动和覆盖。在凸块间距比较大时，毛细作用的底部填充剂完全能够胜任，而当凸块间隙在80μm以下、缝隙少于35μm并且凸块宽度少于40μm的应用中，利用毛细作用的流动可能会引入气泡并局限了对凸块的保护。

如前所述，为了满足更高功能性并将设备最小化，倒装芯片正快速地从大型焊锡凸块，转化为铜（Cu）凸块等，并将凸块缝隙设计至80μm以下，来提供更优秀电气连接。铜（Cu）凸块和窄缝隙为传统的毛细底部填充方式带来了挑战，很多封装专家转向了使用NCP材料的热压粘接技术，保护了设备并提高设备的可靠性。

把NCP预应用于基材上，能让连接与凸块保护都在一个步骤内完成。虽然UPH不如毛细底部填充制程高，但是使用NCP制程的产能正在持续提升。在不考虑速度的轻微不同的情况下，NCP目前是先进、小间距的铜凸块倒桩封装方式的唯一可行的填充保护方案。

编辑：hfy