倒裝芯片（Flip chip）是一種無引腳結(jié)構(gòu)，一般含有電路單元。設(shè)計用于通過適當(dāng)數(shù)量的位于其面上的錫球（導(dǎo)電性粘合劑所覆蓋），在電氣上和機械上連接于電路。

Flip-Chip（倒裝芯片）

Flip chip又稱倒裝片，是在I/O pad（輸入/輸出焊盤）上沉積錫鉛球，然后將芯片翻轉(zhuǎn)加熱利用熔融的錫鉛球與陶瓷基板相結(jié)合，此技術(shù)替換常規(guī)打線接合，逐漸成為未來的封裝主流，當(dāng)前主要應(yīng)用于高時脈的CPU（中央處理器）、GPU(Graphic Processor Unit)（圖形處理器）及Chipset （芯片組）等產(chǎn)品為主。與COB（板上芯片封裝）相比，該封裝形式的芯片結(jié)構(gòu)和I/O端（錫球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整個芯片表面，故在封裝密度和處理速度上Flip chip已達(dá)到頂峰，特別是它可以采用類似SMT（表面貼裝）技術(shù)的手段來加工，因此是芯片封裝技術(shù)及高密度安裝的最終方向。倒裝片連接有三種主要類型：C4（倒塌的芯片控制連接）、DCA（直接芯片連接）和FCAA（倒裝芯片粘合劑）。

C4是類似超細(xì)間距BGA的一種形式與硅片連接的焊球陣列一般的間距為0.23、 0.254mm。焊球直徑為0.102、0.127mm。焊球組份為97Pb/3Sn。這些焊球在硅片上可以呈完全分布或部分分布。由于陶瓷可以承受較高的回流溫度，因此陶瓷被用來作為C4連接的基材，通常是在陶瓷的表面上預(yù)先分布有鍍Au或Sn的連接盤，然后進(jìn)行C4形式的倒裝片連接。

C4連接的優(yōu)點在于：1）具有優(yōu)良的電性能和熱特性；2）在中等焊球間距的情況下，I/O數(shù)可以很高；3）不受焊盤尺寸的限制；4）可以適于批量生產(chǎn)；5）可大大減小尺寸和重量。

DCA和C4類似是一種超細(xì)間距連接。DCA的硅片和C4連接中的硅片結(jié)構(gòu)相同，兩者之間的唯一區(qū)別在于基材的選擇。DCA采用的基材是典型的印制材料。DCA的焊球組份是97Pb/Sn，連接焊接盤上的焊料是共晶焊料（37Pb/63Sn)。對于DCA由于間距僅為0.203、0.254mm共晶焊料漏印到連接焊盤上相當(dāng)困難，所以取代焊膏漏印這種方式，在組裝前給連接焊盤頂鍍上鉛錫焊料，焊盤上的焊料體積要求十分嚴(yán)格，通常要比其它超細(xì)間距元件所用的焊料多。在連接焊盤上0.051、0.102mm厚的焊料由于是預(yù)鍍的，一般略呈圓頂狀，必須要在貼片前整平，否則會影響焊球和焊盤的可靠對位。

FCAA連接存在多種形式，當(dāng)前仍處于初期開發(fā)階段。硅片與基材之間的連接不采用焊料，而是用膠來代替。這種連接中的硅片底部可以有焊球，也可以采用焊料凸點等結(jié)構(gòu)。FCAA所用的膠包括各向同性和各向異性等多種類型，主要取決于實際應(yīng)用中的連接狀況，另外，基材的選用通常有陶瓷，印刷板材料和柔性電路板。倒裝芯片技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)的微電子封裝技術(shù)之一。它將電路組裝密度提升到了一個新高度，隨著21世紀(jì)電子產(chǎn)品體積的進(jìn)一步縮小，倒裝芯片的應(yīng)用將會越來越廣泛。

Flip-Chip（倒裝芯片）的特性

Flip-Chip（倒裝芯片）封裝技術(shù)與傳統(tǒng)的引線鍵合工藝相比具有許多明顯的優(yōu)點,包括,優(yōu)越的電學(xué)及熱學(xué)性能,高I/O引腳數(shù)，封裝尺寸減小等。

Flip-Chip（倒裝芯片）封裝技術(shù)的熱學(xué)性能明顯優(yōu)越于常規(guī)使用的引線鍵合工藝。如今許多電子器件；ASIC（專用集成電路），微處理器，SOC（系統(tǒng)級芯片）等封裝耗散功率10-25W，甚至更大。而增強散熱型引線鍵合的BGA器件的耗散功率僅5-10W。按照工作條件，散熱要求（最大結(jié)溫），環(huán)境溫度及空氣流量，封裝參數(shù)（如使用外裝熱沉，封裝及尺寸，基板層數(shù)，球引腳數(shù)）等，相比之下，F(xiàn)lip-Chip封裝通常能產(chǎn)生25W耗散功率。

Flip-Chip（倒裝芯片）封裝杰出的熱學(xué)性能是由低熱阻的散熱盤及結(jié)構(gòu)決定的。芯片產(chǎn)生的熱量通過散熱球腳，內(nèi)部及外部的熱沉實現(xiàn)熱量耗散。散熱盤與芯片面的緊密接觸得到低的結(jié)溫（θjc）。為減少散熱盤與芯片間的熱阻，在兩者之間使用高導(dǎo)熱膠體。使得封裝內(nèi)熱量更容易耗散。為更進(jìn)一步改進(jìn)散熱性能，外部熱沉可直接安裝在散熱盤上，以獲得封裝低的結(jié)溫（θjc）。

Flip-Chip（倒裝芯片）封裝另一個重要優(yōu)點是電學(xué)性能。引線鍵合工藝已成為高頻及某些應(yīng)用的瓶頸，使用Flip-Chip封裝技術(shù)改進(jìn)了電學(xué)性能。如今許多電子器件工作在高頻，因此信號的完整性是一個重要因素。在過去，2-3GHZ是IC封裝的頻率上限，F(xiàn)lip-Chip封裝根據(jù)使用的基板技術(shù)可高達(dá)10-40 GHZ 。

倒裝芯片的測試

Flip-Chip（倒裝芯片）的測試需要用專用測試機測試。泰克光電研發(fā)的PT-198A倒裝芯片測試機，是國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的全自動的倒裝芯片測試機。

泰克光電倒裝芯片測試機

泰克光電倒裝芯片測試機，其主要有以下特點：

llProber & Tester 整合一體機設(shè)計，具有業(yè)界領(lǐng)先的測試速度與精度；

l日制高精密絲桿導(dǎo)軌，機械剛性強，使用壽命長，同時與精密光柵尺組合實現(xiàn)運動全閉環(huán)控制，具有超高精度的定位精度與長期運行的精度穩(wěn)定性；

l整機采用儀用大理石平臺與整機下沉式設(shè)計，具有極好的運行平穩(wěn)性；

l機構(gòu)尺寸優(yōu)化縮小，提高廠房利用率；

l自主研發(fā)的實時稱重式主動電極尋邊器，能有效的控制好每次測試時探針與芯片電極之接觸力度，保證針痕的一致性；

l自主倒裝收光 結(jié)構(gòu)，具有更高的光學(xué)靈敏度與精度，適用于最大6“ [*注1] 之 Mini-LED芯片、常規(guī)正倒裝芯片、CSP 芯片測試；

l可選配1“、1.5”、2”之積分球，配置7檔濾光片，以適用于不同亮度之芯片測試要求，可測量微電流點亮；

l多針設(shè)計，可實現(xiàn)多顆同時測量之要求，提高機器的測試產(chǎn)能；

l具有自動清針功能；

l機器配置有變倍針痕拍照相機，生產(chǎn)中自動拍攝針痕確認(rèn)功能，保證穩(wěn)定生產(chǎn)。