什么是倒装芯片键合机？

  倒装芯片键合机是半导体制造中使用的一种设备，用于将从晶圆上切下的半导体芯片附着到基板或半导体封装的引线框架上。

半导体芯片是利用硅晶片等材料通过光刻工艺制造而成的。通常情况下，许多芯片都是在单个晶圆上制造的，然后在切割过程中将晶圆切成单个芯片，并贴在板或框架上。

从晶圆上切割下来的半导体芯片具有一个功能面，其顶面上带有电极端子，倒装芯片接合机将芯片表面翻转过来，并将功能面直接接合到电路板或框架上。

倒装芯片键合机应用

1. 倒装芯片接合机在半导体制造过程中的作用

倒装芯片接合机用于半导体制造过程中将裸芯片接合到封装或电路板上。

在IC等半导体芯片的制造过程中，通过重复曝光、显影、蚀刻等光刻工艺，在硅等半导体晶圆上形成图案。每个晶圆上都会产生许多芯片，光刻过程完成后，晶圆会被切割机切割成单个芯片。

倒装芯片键合机用于将切割好的芯片作为裸片安装到基板上，或安装到半导体封装的引线框架上，用于保护芯片。

2. 使用倒装芯片接合器安装芯片

除了倒装芯片键合机外，还有引线键合机。引线键合机利用细线将贴在电路板或引线框架上的裸芯片的电极端子（凸块）与电路板或引线框架的触点连接起来，从而实现两者之间的信号导通。

相比之下，倒装芯片键合机将带有凸块的裸芯片翻转，并将其直接键合到基板或引线框架上的连接上。这消除了在芯片周围留出空间用于连接电线的需要，并允许凸块放置使用芯片的整个表面。

由于这一特性，倒装芯片接合机与引线接合机相比，能够在更小的面积上安装芯片，并且能够在小面积上生产具有大量凸块的LSI（大规模集成电路）。

因此，倒装芯片接合机用于需要在小型基板上高密度安装LSI等半导体芯片的用途。一个典型的例子是将芯片安装到智能手机电路板上。

倒装芯片接合的原理

裸芯片以晶圆形式完成工艺之后，将经过检查过程，记录任何有缺陷芯片的位置。

当检查工序后，芯片从晶圆上单独切下时，它们不会散落，而是排列在胶带上，保持晶圆的形状。倒装芯片键合机采用压接端子来选择合格芯片，并将其排列在托盘（华夫饼包）中，用于存储合格芯片。

将芯片放入华夫板组件后，将其翻转过来，使带有芯片凸块的功能面位于底部。

芯片被一种称为压接头的装置拾取，并利用图像处理技术高精度地定位在电路板上。此时，芯片的放置位置应使其凸点与电路板的绝缘部分精确对齐。然后用压头将芯片直接压到电路板上，然后进行热焊接。

超声波方法通常用于热焊接。采用超声波方式时，超声波通过头部传送至芯片背面（基板侧）的凸块，瞬间将其熔化至布线图案中并建立电导通。

此外，将芯片安装到电路板时，可能会在粘合表面上涂抹底部填充树脂。底部填充树脂起到保护芯片，增强散热效果的作用。

如何选择倒装芯片键合机

在选择倒装芯片键合机时，需要考虑芯片的应用、键合的精度以及与其他设备的兼容性。

采用倒装芯片接合机的芯片的应用领域，即芯片安装的对象，不仅包括基板、封装引线框架，还包括贴装到叠加芯片的中介层上。检查申请目的地非常重要。

芯片放置的准确性与制造产量直接相关。倒装芯片接合机完全满足所要求的贴装精度非常重要。

除实验室用途外，倒装芯片键合机还集成到高度自动化的半导体制造工艺中。还需要确认与自动化相关的规格，例如与检查设备的协调以选出良好的芯片、与前后工序设备的协调、与搬运机器人的协调等。