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什么是倒裝芯片鍵合機
倒裝芯片鍵合機是半導體生產(chǎn)環(huán)節(jié)里，用于將晶圓切割分離后的半導體芯片貼裝至基板或是半導體封裝引線框架的專用設備。
半導體芯片以硅晶圓等材料為基材，經(jīng)過光刻工藝流程加工制成。一片晶圓上通常會制作出大量芯片，通過劃片工序把整片晶圓分割成單顆獨立芯片，之后再完成向基板或是引線框架的貼裝作業(yè)。
從晶圓上切割下來的半導體芯片，朝上的一面是帶有電極d端子的功能面。倒裝芯片鍵合機的作業(yè)邏輯是翻轉(zhuǎn)芯片，讓帶有電極的功能面朝下，直接貼合安裝在基板或是引線框架表面。
倒裝芯片鍵合機的應用用途
倒裝芯片鍵合機在半導體生產(chǎn)工序中的作用
倒裝芯片鍵合機投入在半導體制造流程內(nèi)，裸芯片貼裝到封裝外殼或是基板的工序當中。
集成電路類半導體芯片的制造階段，會在硅材質(zhì)半導體晶圓上反復開展曝光、顯影、蝕刻等光刻工序，以此在晶圓表面形成電路圖形。單塊晶圓會集成大量芯片，光刻工序全部完成后，劃片設備會將晶圓分割為一顆顆獨立芯片。
倒裝芯片鍵合機能夠把切割完畢的裸芯片直接貼裝到基板上，也可將芯片安裝至用于保護芯片的半導體封裝引線框架上。
使用倒裝芯片鍵合機完成芯片封裝
芯片鍵合設備除倒裝芯片鍵合機以外，還有引線鍵合機。引線鍵合機的作業(yè)方式是在已經(jīng)貼裝于基板、引線框架上的裸芯片電極凸點，和基板、引線框架的接觸點位之間，通過細金屬引線完成連接，以此實現(xiàn)二者之間的信號導通。
倒裝芯片鍵合機則采用完q全不同的加工方式，將帶有凸點的裸芯片正面整體翻轉(zhuǎn)，直接對準貼合放置在基板或是引線框架的連接區(qū)域。這種工藝無需在芯片四周預留布設金屬引線的空間，同時還支持在芯片整片表面排布凸點。
依托這項工藝優(yōu)勢，和引線鍵合工藝相比，倒裝芯片鍵合機可以在更小的面積內(nèi)完成芯片貼裝，也能夠在有限板面空間生產(chǎn)搭載海量凸點的大規(guī)模集成電路。
因此倒裝芯片鍵合機多用于需要在小型基板上高密度貼裝大規(guī)模集成電路等各類半導體芯片的生產(chǎn)場景，智能手機主板的芯片貼裝就是十分典型的應用案例。
倒裝芯片鍵合機工作原理
完成全部晶圓制程的裸芯片會經(jīng)過檢測工序，設備會記錄下晶圓內(nèi)部所有不良芯片的對應位置。
檢測工序結(jié)束后，晶圓被分割成單顆芯片，分割后的芯片不會四散分離，而是依舊保持晶圓原有排布形態(tài)粘在粘性膠帶上。倒裝芯片鍵合機會借助吸附吸嘴篩選出合格芯片，整齊收納至芯片承載盒內(nèi)。
將收納滿芯片的承載盒整體上下翻轉(zhuǎn)，芯片帶有凸點的功能面便會朝下。
設備的吸附鍵合頭拾取芯片，依靠圖像處理技術完成超高精度定位，把芯片精準放置在基板對應位置，保證芯片凸點與基板連接點位完q全對齊。隨后鍵合頭向下施壓將芯片壓緊在基板表面，再通過加熱完成熔接固定。
超聲波熔接是當下應用范圍最g廣的加熱熔接方式。設備經(jīng)由鍵合頭把超聲波傳遞至芯片背面，能量傳導至芯片底部的凸點，短時間內(nèi)讓凸點與基板線路圖形熔融結(jié)合，建立穩(wěn)定電氣通路。
部分芯片與基板的貼裝工藝中，還會在二者貼合縫隙內(nèi)填充底部填充膠。底部填充膠能夠保護芯片，同時提升整體散熱能力。
倒裝芯片鍵合機的選型要點
挑選倒裝芯片鍵合機時，需要綜合考量芯片貼裝載體、貼裝精度、和其他生產(chǎn)設備的聯(lián)動適配能力等多個維度。
芯片的貼裝載體品類豐富，除常規(guī)基板、封裝引線框架之外，也包含用于芯片堆疊的中介層基板，選型時必須先確認自身產(chǎn)線所用的貼裝載體類型。
芯片貼裝精度直接決定產(chǎn)品生產(chǎn)良率，所選倒裝芯片鍵合機的定位精度必須滿足自身產(chǎn)品的工藝標準。
除實驗室研發(fā)使用的設備之外，量產(chǎn)產(chǎn)線所用倒裝芯片鍵合機都會整合進高度自動化的半導體生產(chǎn)流水線。需要確認設備自動化配套參數(shù)，包含和芯片檢測設備聯(lián)動篩選良品芯片、與上下游工序設備對接、和物料搬運機器人協(xié)同作業(yè)等全部自動化適配需求。
