半导体展NEPCON|探秘倒装键合：如何重新定义芯片与BGA基板的连接

随着集成电路技术的迅猛发展，高性能、小尺寸和高集成度成为新的趋势。为满足这些需求，倒装键合技术（#AI表白教师节#Flip-Chip Bonding）与BGA（Ball Grid Array）基板的结合在近年来得到了广泛应用。本文将深入探讨芯片与BGA基板的倒装键合技术及其优势。今天就由半导体展NEPCON小编为你解读更多行业新趋势。

1. 倒装键合技术概述

倒装键合，又被称为“Flip-Chip”，是一种直接将芯片的活性部分与基板相连接的方法。在这一技术中，芯片的前端被倒置并与基板上预先形成的焊点进行焊接，实现芯片与基板的电气和机械连接。

2. BGA基板简介

BGA（Ball Grid Array）是一种表面贴装技术，其特点是在芯片或模块的底部形成一个网格状的焊球阵列。这些焊球不仅提供了电气连接，还提供了机械支撑。

3. 倒装键合与BGA基板的结合

结合倒装键合技术与BGA基板可以为芯片提供强大的电气性能和热性能。具体步骤如下：

芯片预处理：芯片在制造过程中，其I/O垫片上会被镀上一层金属（如金、银或锡）。

形成焊球：在芯片的I/O垫片上形成焊球。这些焊球可能由锡、铅或其他合金材料制成。

定位与键合：芯片被准确地定位在BGA基板上，并确保芯片上的焊球与基板上的焊盘对齐。随后，通过加热，使焊球熔化并与基板上的焊盘键合。

冷却与固化：当焊接材料冷却固化后，芯片与基板之间形成稳固的电气和机械连接。

4. 倒装键合的优势

高性能连接：由于焊点的直接连接，电气路径变短，因此可以实现更高的信号传输速度。

高密度封装：倒装键合技术允许更高的I/O垫片密度，使得芯片的尺寸可以更小。

优良的热性能：直接的芯片与基板连接为热管理提供了更佳的路径，有助于提高系统的可靠性。

5. 在实际应用中的挑战

虽然倒装键合技术与BGA基板的结合带来了很多优势，但在实际应用中也存在一些挑战：

材料选择：必须确保芯片、焊球和基板材料在热膨胀系数、机械性能等方面是兼容的。

精确对齐：由于高密度的焊球布局，需要非常精确的设备来实现芯片和基板的对齐。

结论

倒装键合技术与BGA基板的结合为集成电路封装领域带来了一次革命性的变革。尽管这一技术在实施过程中可能面临一些挑战，但其带来的众多优势使得这一技术在现代电子产品中得到了广泛的应用。随着技术的进一步进步，我们期待看到更多的创新和应用在这一领域中涌现。

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文章来源：真空回流焊中科同志