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1、第33卷第2期电子元件与材料Vol.33No.22014年2月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSFeb.2014综述倒装芯片封装技术的发展刘培生，杨龙龙，卢颖，黄金鑫，王金兰（南通大学江苏省专用集成电路设计重点试验室，江苏南通226019）摘要:倒装芯片（FC）技术已经广泛应用于集成电路封装工艺中。介绍了FC技术的发展，讨论了FC的关键技术，如凸点下金属（UBM）、焊料凸点（Solderbump）、下填料（Underfill）、基板技术（Substrate），阐述了FC中的新技术，如铜
2、柱（Cupillar）、可控塌陷芯片连接新工艺（C4NP），分析了FC的可靠性，最后展望了FC与硅通孔（TSV）技术的结合趋势。关键词:集成电路；倒装芯片；综述；无铅焊料；底部填充；硅通孔doi:10.3969/j.issn.1001-2028.2014.02.001中图分类号:TN47文献标识码:A文章编号:1001-2028（2014）02-0001-05DevelopmentofflipchippackagetechnologyLIUPeisheng,YANGLonglong,LUYing,HUANGJinx
3、in,WANGJinlan(JiangsuKeyLaboratoryofASICDesign,NantongUniversity,Nantong226019,JiangsuProvince,China)Abstract:Flipchiptechnologyiswidelyappliedintheintegratedcircuitpackage.Thedevelopmentofflipchiptechnology(FC)isintroduced,andkeytechnologies,includingUBM,sold
4、erbump,underfill,substrate,arealsodiscussed.SeveralnewtechniquessuchastheCupillartechnologyandC4NParestated.Besides,thereliabilityofflipchipisexpounded.Ontopofthese,thecombiningwiththetrendofFCandTSV(through-silicon-via)technologyisexpectedintheend.Keywords:in
5、tegratedcircuit;flipchip;review;Pb-freesolder;underfill;through-silicon-via[2]目前三种主要用于集成电路（IC）芯片封装的首先是由IBM公司于1961年发明的。IBM公司采互连技术分别为：引线键合技术（WB）、载带自动用可控塌陷芯片连接(C4)技术、UBM键合技术（TAB）、倒装芯片技术（FC）。WB与TAB（Cr/Cr-Cu/Cu/Au）、SnPb焊料（5Sn95Pb），将IC的芯片焊盘限制在芯片四周，因此I/O数比较低，而芯片直接与陶瓷
6、基板相连，完成IC芯片的封装。但FC可以将整个的芯片面积用来与基板互连，极大地是这种封装方式由于成本高，仅被用于高端IC的封提高了I/O数。随着高性能集成电路的发展，I/O数装，限制了其广泛使用。半导体芯片的线膨胀系数–6迅速增加，与WB与TAB相比，FC表现出了许多（Si，2.5×10/℃）与有机基板的线膨胀系数–6优越性：高的I/O密度、短的互连线、互连过程中的（(16~24)×10/℃）不匹配，很容易产生热机械失效，自对准、好的散热性、高的生产率，FC这些优点使尤其对于大的IC芯片，所以无法使用成本比较低的[
7、1][3]它成为现代电子封装中最具吸引力的技术之一，广有机基板。Nakano等采用在芯片底部添加树脂的泛应用于高频率通信、高性能计算机及手提电子等方法（见图1），使芯片、有机基板、焊料三者的热[1]产品中。膨胀系数（CTE）得到了匹配，增强了封装的可靠性。这种创新使得低成本的有机基板得到了发展，促进1FC封装技术发展及其模型了FC技术在低端集成电路以及消费品电子器件中FC是芯片面朝下，芯片与基板利用焊料直接互的应用。由于含铅焊料的使用受到限制，无铅焊料连的一种方法，基本封装结构如图1所示。FC技术的研究得到人们的重
8、视，Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Ag收稿日期：2013-11-22通讯作者：刘培生作者简介：刘培生（1971－），男，江苏如皋人，副教授，博士，研究方向为半导体器件与集成电路封装工艺，E-mail:psliu@ntu.edu.cn；杨龙龙（1990－），男，江苏如皋人，研究生，研究方向为集成电路封装工艺与仿真。Vol.33No.22刘培生等：倒装芯片
