紫宸激光植錫球技術在倒裝芯片焊接的應用

路透社12日引述知情人士消息稱，拜登政府計劃下個月擴大對美國企業(yè)向中國出口人工智能芯片與芯片制造設備的限制。而這次不再像是之前華為被芯片卡脖子一樣，這對我國的芯片企業(yè)也是一大發(fā)展機遇。我國有名專業(yè)人士解讀，美國的限制政策會干擾中國建立14納米及以下芯片生產(chǎn)線，導致中國企業(yè)在購買相關芯片生產(chǎn)設備時發(fā)生延遲，甚至買不到，這會對中國帶來現(xiàn)實性的影響。

不過也正是因為美國的打壓，中國芯片產(chǎn)業(yè)也在致力于建立基于自主科研技術的生產(chǎn)能力。前端GPU（圖形處理器）被禁止向中國出口，短期內(nèi)對中國人工智能、高性能計算等方面會帶來一定影響，但中國目前已有約20家企業(yè)進行GPU的設計和研發(fā)。從這個角度來看，美國限制出口也意味著美國企業(yè)把這些市場拱手讓給正在快速發(fā)展的中國企業(yè)。

我們都知道，影響我國芯片制造發(fā)展的主要因素在于光刻機，目前這項技術掌握在國外少數(shù)的幾家企業(yè)手上，我國要自主研發(fā)打破被卡脖子，亟待國內(nèi)科研人士的開發(fā)。芯片制造四大基本工藝包括：芯片設計、FPGA驗證、晶圓光刻顯影、蝕刻、芯片封裝等，晶片制作過程較為復雜，需經(jīng)過濕洗、光刻、 離子注入、干蝕刻、等離子沖洗、熱處理、化學氣相淀積、物理氣相淀積、電鍍處理、化學/機械表面處理、晶圓測試等過程。除去光刻機的影響，其實各國之間的芯片制造工藝相差并不大，下面我們來看下芯片制造四大基礎工藝之一的芯片封裝焊接。

激光植錫球技術在倒裝芯片焊接領域的應用，無疑為微電子封裝行業(yè)帶來了革命性的變革。這項技術以其高精度、高效率及優(yōu)越的焊接質(zhì)量，正逐步成為前端電子產(chǎn)品制造中的主要工藝之一。隨著5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術的飛速發(fā)展，對芯片集成度、性能穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率提出了更高要求。由于倒裝芯片比BGA或CSP具有更小的外形尺寸、更小的球徑和球間距，他對植錫球工藝、基板技術、材料的兼容性、制造工藝，以及檢查設備和方法提出 了前所未有的挑戰(zhàn)。

倒裝芯片焊接技術是一種新興的微電子封裝技術，它將工作面（有源區(qū)面）上制有凸點電機的芯片朝下，與基板布線層直接鍵合。一般來說，這類器件有以下特點：

1、基材是硅；

2、電氣面及焊凸在器件下表面；

3、球間距一般為4-14milk、球徑為2.5-8mil、外形尺寸為1-27mm；

4、組裝在基板上后需要做底部填充。

其實，倒裝芯片之所以被稱之為“倒裝”，是相對于傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式（Wire Bonding）與激光植球后的工藝而言的。傳統(tǒng)的通過金屬線鍵合與基板連接的芯片電面朝上（圖1），而倒裝芯片的電氣面朝下（圖2），相當于將前者翻轉(zhuǎn)過來，故稱為“倒裝”。在圓片（Wafer）上芯片植完球后（圖3），需要將其翻轉(zhuǎn)，送入貼片機以便于貼裝，也由于這一翻轉(zhuǎn)過程被稱為“倒裝芯片”。

紫宸激光植錫球工藝介紹

紫宸激光的激光植錫球技術，通過精密控制激光束的能量密度與掃描路徑，能夠在極短的時間內(nèi)，將微小至微米級的錫球精確無誤地植入到芯片焊盤上，形成穩(wěn)定的電氣連接。這一過程不單減少了傳統(tǒng)手工植球帶來的誤差與污染，還明顯提升了焊接點的均勻性和可靠性，為芯片提供了更為穩(wěn)固的支撐與信號傳輸通道。

更值得一提的是，紫宸激光的植錫球系統(tǒng)集成了先進的自動化與智能化技術，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)中的快速響應與靈活調(diào)整。系統(tǒng)內(nèi)置的實時監(jiān)測與反饋機制，確保每一顆錫球的植入都達到較優(yōu)狀態(tài)，有效提升了整體生產(chǎn)線的良率與效率。同時，該技術還兼容多種材料體系與芯片尺寸，為不同領域、不同需求的電子產(chǎn)品制造商提供了廣闊的應用空間。