超聲熱壓金倒裝互聯技術

 高性能、高可靠、體積小、重量輕是消費電子、工業電子、汽車電子、醫療電子、軍用電子器件的共同需求和發展方向。為滿足微電子封裝微型化、高性能的要求，芯片倒裝將是主要互連形式。芯片倒裝互連技術是在芯片焊盤上做凸點，然后將芯片倒扣于基板進行凸點與基板間的連接，凸點連接比引線鍵合連線短，傳輸速度高，其可靠性提高30～50倍。倒裝芯片在電子封裝互聯中占有越來越多的份額，金球凸點倒裝封裝技術是當今最先進的倒裝封裝技術之一，目前國內還處于起步階段。

金凸點比回流焊凸點的導電、導熱性能高10倍，金為較軟金屬，當前業界已開始采用熱聲倒裝鍵合完成金凸點互連，目前主要應用于LED、CMOS sensor、Opto Sensor、SAW、RF-Switch、RF module等產品領域，其金球倒裝工藝流程相對簡短，低成本，綠色環保，已顯示其獨特的技術優勢和前景。蘇州捷研芯在此技術領域達到國內領先，國際一流水準，對本公司和本行業都將產生積極的影響，特別是金凸塊超聲熱壓倒裝焊接在硅基板和陶瓷基板上的應用。

金凸塊倒裝互聯技術可實現器件更好的信號完整性，過去2-3GHZ是IC封裝的頻率上限，采用金凸塊封裝技術可高達10-40 GHZ，同時由于不需要經過高溫，因此對器件本身也沒有內應力損傷，是未來高端芯片封裝的發展方向，更是5G高速高頻時代封裝的首選方案之一。

此技術發達國家已經開始在超高頻產品（軍用或通訊導航）上獲得應用，在ＭＥＭＳ聲波濾波器領域已廣泛應用，目前國內還剛剛起步，有一定的技術難度，但市場應用前景廣大.蘇州捷研芯在長三角范圍內第一家具有金球成球和熱壓超聲焊接的技術開發能力的聲波濾波器封裝企業。

圖1 Au熱壓超聲焊接

晶圓級金凸點成球技術

超聲倒裝焊是在超聲能量、壓力及熱的共同作用下，實現芯片I/O 端口與基板之間的直接互連。熱超聲倒裝焊具有封裝可靠性高、連接效率高、工藝簡單、成本低、適應性強等優點，較低的焊接溫度降低了在凸點與焊盤間形成金屬間化合物的可能性，同時又是一種無鉛的綠色焊接，被認為是滿足下一代芯片封裝要求的具有發展潛力的新工藝和新技術。晶圓級金凸點成球技術是實現金球倒裝互聯的首要前提，蘇州捷研芯引進美國成套量產設備和工藝，兼容4~12inch晶圓金凸點制作。

主要技術指標為：

1）焊球尺寸：焊接前62+/-5um，焊接后90+/-10um；

2）焊球間距：Min９0um;

3）焊接后互聯高度：10~20um;

5）焊接強度：推力測試>18g/金球；

6）樣品可承受短時（~2 min）300℃高溫；

7）存儲溫度測試：-65℃～+125℃無焊點虛焊;

8）溫度沖擊實驗，轉換時間不大于5 min，循環次數500次。

圖2 Stud bump

    蘇州捷研芯引進、消化、吸收國外最新芯片級封裝技術，通過再創新實現了核心器件封裝的國產化。已經與國內設計公司合作開發出1.4X1.1mm、1.1X0.9mm等CSP封裝型聲表面波濾波器產品，是國內率先推出此類微型化產品封裝的少數封裝代工廠之一！


圖3 1.4X1.1mm CSP Saw filter



圖4 1.1X0.9mm CSP Saw filter