紫宸激光植錫球技術(shù)在倒裝芯片焊接的應(yīng)用

路透社12日引述知情人士消息稱，拜登政府計(jì)劃下個(gè)月擴(kuò)大對(duì)美國(guó)企業(yè)向中國(guó)出口人工智能芯片與芯片制造設(shè)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(duì)我國(guó)的芯片企業(yè)也是一大發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)有名專業(yè)人士解讀，美國(guó)的限制政策會(huì)干擾中國(guó)建立14納米及以下芯片生產(chǎn)線，導(dǎo)致中國(guó)企業(yè)在購(gòu)買相關(guān)芯片生產(chǎn)設(shè)備時(shí)發(fā)生延遲，甚至買不到，這會(huì)對(duì)中國(guó)帶來(lái)現(xiàn)實(shí)性的影響。

不過(guò)也正是因?yàn)槊绹?guó)的打壓，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)也在致力于建立基于自主科研技術(shù)的生產(chǎn)能力。前端GPU（圖形處理器）被禁止向中國(guó)出口，短期內(nèi)對(duì)中國(guó)人工智能、高性能計(jì)算等方面會(huì)帶來(lái)一定影響，但中國(guó)目前已有約20家企業(yè)進(jìn)行GPU的設(shè)計(jì)和研發(fā)。從這個(gè)角度來(lái)看，美國(guó)限制出口也意味著美國(guó)企業(yè)把這些市場(chǎng)拱手讓給正在快速發(fā)展的中國(guó)企業(yè)。

我們都知道，影響我國(guó)芯片制造發(fā)展的主要因素在于光刻機(jī)，目前這項(xiàng)技術(shù)掌握在國(guó)外少數(shù)的幾家企業(yè)手上，我國(guó)要自主研發(fā)打破被卡脖子，亟待國(guó)內(nèi)科研人士的開(kāi)發(fā)。芯片制造四大基本工藝包括：芯片設(shè)計(jì)、FPGA驗(yàn)證、晶圓光刻顯影、蝕刻、芯片封裝等，晶片制作過(guò)程較為復(fù)雜，需經(jīng)過(guò)濕洗、光刻、 離子注入、干蝕刻、等離子沖洗、熱處理、化學(xué)氣相淀積、物理氣相淀積、電鍍處理、化學(xué)/機(jī)械表面處理、晶圓測(cè)試等過(guò)程。除去光刻機(jī)的影響，其實(shí)各國(guó)之間的芯片制造工藝相差并不大，下面我們來(lái)看下芯片制造四大基礎(chǔ)工藝之一的芯片封裝焊接。

激光植錫球技術(shù)在倒裝芯片焊接領(lǐng)域的應(yīng)用，無(wú)疑為微電子封裝行業(yè)帶來(lái)了革命性的變革。這項(xiàng)技術(shù)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(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)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(duì)植錫球工藝、基板技術(shù)、材料的兼容性、制造工藝，以及檢查設(shè)備和方法提出 了前所未有的挑戰(zhàn)。

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

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(shí)，倒裝芯片之所以被稱之為“倒裝”，是相對(duì)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(guò)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(dāng)于將前者翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，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(jī)以便于貼裝，也由于這一翻轉(zhuǎn)過(guò)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(shù)，通過(guò)精密控制激光束的能量密度與掃描路徑，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)，將微小至微米級(jí)的錫球精確無(wú)誤地植入到芯片焊盤上，形成穩(wěn)定的電氣連接。這一過(guò)程不單減少了傳統(tǒng)手工植球帶來(lái)的誤差與污染，還明顯提升了焊接點(diǎn)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(hào)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(jìn)的自動(dòng)化與智能化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)中的快速響應(yīng)與靈活調(diào)整。系統(tǒng)內(nèi)置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋機(jī)制，確保每一顆錫球的植入都達(dá)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(shí)，該技術(shù)還兼容多種材料體系與芯片尺寸，為不同領(lǐng)域、不同需求的電子產(chǎn)品制造商提供了廣闊的應(yīng)用空間。