因为倒装芯片技术的使用不断增加，了解它在smt组装中面临的诸多挑战变得至关重要。
半导体封装和电子制造服务公司正趋向聚合，他们各自在能力和投资方面向对方*拢。在工业需求不断增长的环境下,较多的公司正在提供"完全解决方案"，因此这个聚合是意料之中的，但是这对双方都是挑战。
举例来说，倒装芯片、bga、或sip等使用先进封装技术的产品，从印制板组装发展到器件组装，那些以前看来不很重要的因素可能变得重要：互连应力不同了；材料的不兼容性增加了；工艺流程改变了。无论你是否需要为自己的新产品设计或采用倒装芯片技术，或者目前仅仅需要了解是否把倒装芯片作为你的投资目标,了解倒装芯片技术所带来的许多挑战都是非常重要的。
倒装芯片技术
倒装芯片技术分多种工艺方法，每一种都有许多变化和不同应用。举例来说,根据产品技术所要求的印制板或基板的类型－有机的、陶瓷的或柔性的－决定了组装材料的选择(如凸点类型、焊料、底部填充材料)，并在一定程度上决定了所须的工艺设备。公司必须决定采用哪一种技术,决定哪些工艺要*外协,并决定需要哪些研究和发展资源，以便满足将来的产品要求，同时将投资和运作成本减到最少。
在smt环境下最通常的和最适宜实现的方法是焊料倒装芯片组装工艺，我们将更详细地予以描述。此技术有许多变种，必须全面考虑，以确保满足可制造性、可*性和成本目标。今天广泛的使用的倒装芯片技术主要由互连结构来定义。举例来说，柔顺性凸点(compliant-bump)工艺是指用导电的聚合体凸点或镀金的聚合体/人造橡胶凸点来实现的工艺。短柱凸点(stub-bump)技术使用球键合(主要用金丝)或电镀，然后用各向同性导电的黏接剂来组装。使用各向异性的导电薄膜或糊膏时，集成电路的键合焊盘无需或只需微小改变。焊料凸点的生成技术包括蒸发、电镀、化学镀层、模板印刷、喷涂等等。
选定的互连技术决定了必需的工艺－究竟是回流焊、热超声、热压、还是瞬态液相的键合工艺。每一种工艺都有它的优点和缺点,通常是随应用来决定。然而，从整合到标准的smt工艺的难易程度看,焊料倒装芯片组装工艺是最通用的，并且它被证明和smt完全兼容。
焊料倒装芯片组装
传统的焊料倒装芯片组装工艺流程(图1)的主要步骤包括:施加焊剂，放置芯片，焊料回流焊和底部填充处理。然而，为确保倒装芯片组装的成功和可*，还必须了解和实施其他的指南和要求，成功通常从设计开始。
图1.典型的倒装芯片组装工艺流。
设计需要考虑的首先是焊料凸点和凸点下面的结构。其目标是将互连件和集成电路键合盘之间传送的应力减到最少。如果互连件设计得正确，正如可*性模型所预测的那样,失效将只会在焊料中发生。这可以由适当地设计集成电路键合焊盘结构来达成，包括它的钝化/聚酰亚胺开口和凸点下金相化(ubm)结构。钝化开囗设计应该能降低电流密度、减小应力集中、改善电子迁移的寿命、以及使ubm和焊料凸点的横截面最大化。
凸点位置的布局是另一个设计考虑。焊料凸点位置应该尽可能对称,除非有很清楚的定位特征(例如在一个角落上不放凸点)。布局也必须考虑下游工序的晶圆切片工艺，以确保不会发生冲突。在集成电路上有电源区的焊料凸点的放置也将受集成电路的电敏感性和性能指标所规定。当然，还有其它集成电路设计需要考虑的因素，制作晶圆凸点的公司都有特定的集成电路焊盘和布局设计的指南。必须考虑这些设计指南，才能确保生成可*的凸点，从而形成可*的互连。
主要考虑的印制板设计因素包括金属焊盘的大小和相应的阻焊膜开囗。很重要的一点是，要使印制板焊盘位置的湿润面积达到最大，以便形成强固的联接。然而,也必须考虑到使印制板的浸润面积的大小与ubm的直径相匹配,这有助於形成对称的互连，避免互连的一端比另一端有过高的应力状况。事实上,把印制板焊盘直径设计得比ubm直径略小一些将会增加印制板侧的应力，而减弱比较弱的集成电路一侧的应力。
印制板焊盘位置上的浸润面积的控制是*适当地设计阻焊膜的开囗来实现的，如图2所示。阻焊膜限定的和非阻焊膜限定的两种设计方法都可采用,但是两者的组合可能是最可*的。使用在相应的印制板印制线上的矩形开囗，并考虑阻焊膜限定下的位置容差，可以得到适当的印制板焊盘位置设计。如果没有正确的设计，当装配好的印制板暴露于环境或机械因素的变动中时，在集成电路侧将会发生常见的焊料疲劳破裂。底部填充材料确实可以大大增加倒装芯片元件间互连的可*性,但是如果不遵守正确的设计指南,最后将会发生同样的失效模式。
图2.倒装芯片组装中各种不同的阻焊膜开口设计。
晶圆凸点的生成和晶圆切片
焊料凸点是集成电路和印制板之间机械的、电的、有时还是热的互连件。在一个典型的倒装芯片器件中,互连件包
