翻转芯片键合的基础知识

更新时间：2026-09-14

浏览次数：9

翻转芯片键合机是一种半导体制造中的设备，用于将从晶圆切割的半导体芯片连接到半导体封装的基板或引脚框架上。

半导体芯片通过光刻工艺制造，使用硅晶圆等材料。通常，许多芯片在单个晶圆上制造，切割过程中切割成小块，安装在基板或框架上。

从晶圆切割出的半导体芯片表面有一个功能表面，顶部有电极，而翻转芯片键合机则将芯片表面翻转，直接将功能面安装到基板或框架上。

翻转芯片键合机用于半导体制造工艺中，将裸芯片安装在封装或基板上。

在集成电路等半导体芯片的制造过程中，图案通过反复的摄影工艺形成，如曝光、显影和蚀刻，在半导体晶圆上如硅片上进行。大量芯片被制成晶圆，光处理完成后，晶圆由切割机逐片切割成芯片。

翻转芯片键合机用于将切割好的芯片作为裸芯片安装在基板上，或安装在半导体封装中的引脚框架上，用于保护芯片。

除了翻转芯片粘接机外，还有线材粘接机可供选择。线结合器通过在裸芯片端子（凸起）与基板或引线框架触点之间使用细线，实现裸芯片端子（凸起）之间的信号传导。

相比之下，翻转芯片键合机将被撞击的裸芯片顶表面翻转，直接将其粘接到基板或引脚框架上的连接点上。这消除了为连接导线而固定芯片周围空间的需求，并允许在整个芯片表面放置凸起。

这一特性使翻转芯片键合机能够安装在相较于线键合机更小的芯片面积内，同时也支持在小范围内制造具有大量凸起的大型集成电路（LSI）。

因此，翻转芯片键合器被用于将半导体芯片（包括LSI）以高密度安装到小型基板上的应用。一个典型例子是芯片安装在智能手机基板上。

完成晶圆状态的裸芯片会通过检测步骤，如果发现有缺陷芯片，会记录其位置。

检测过程完成后，从晶圆上单独切割的芯片不会散架，而是在保持晶圆形状的同时被粘贴胶带对齐。翻转芯片粘接机使用压接端子来分拣优质芯片，并将其摆放在托盘（华夫包）上以供储存。

在薯片存放好后，将华夫饼包装上下翻转，带有木屑凸起的功能面会变成下方。

芯片通过称为压接头的压接器取出，并利用图像处理技术高精度定位于基板上。此时，将芯片凸起和PCB连接点精确重叠。芯片由磁头压在基材上，然后加热并焊接。

超声波方法被广泛用于热焊。在超声技术中，超声波通过磁头传输到芯片背面（基板侧）的凸起处，瞬间熔融进布线图样中以实现电导性。

此外，在安装芯片和基材时，接缝面可能会填充不足树脂。欠填树脂保护芯片并提升散热效率。

选择翻转芯片粘接机时，必须考虑焊头的安装地点、安装精度及与其他设备的协调性。

翻转芯片键合器的应用目标——即芯片安装靶——不仅包括板和封装引线框架，还包括将芯片安装在芯片堆叠的中介体上。确认申请目的地至关重要。

芯片安装的精度直接影响制造良率。翻转粘接机必须所需的安装精度。

除实验室使用外，翻转芯片键合机集成到高度自动化的半导体生产线中。还需确认与自动化相关的规范，例如与检测设备连接以选择质量芯片、前一工艺设备、后续工艺设备以及运输机器人。