FlipChip封装技术的发展趋势与Flipchip芯片封装焊后锡膏残留物清洗介绍

一、FlipChip封装技术概述

 FlipChip封装技术，也称为倒装芯片封装技术，是一种先进的集成电路封装技术。在这种技术中，芯片被直接翻转并安装在封装基板上，然后使用微小的焊点或导电胶水进行连接。这种技术相比传统的封装技术，具有尺寸更小、电性能更好、散热更佳、抗冲击性强以及成本更低等优点。

二、FlipChip封装技术的优点和缺点

 优点：

1. 尺寸紧凑：FlipChip封装技术可以使电子产品的小型化和轻量化得以实现，显著减小电子产品的尺寸和厚度。

2. 电性能优良：由于芯片直接与封装基板接触，信号传输距离缩短，从而减少了电阻、电感等不良影响，提高了芯片的电性能。

3. 散热效率高：散热问题在FlipChip封装技术中得到了缓解，因为芯片直接与封装基板接触，有利于提高芯片的稳定性和可靠性。

4. 抗冲击性强：芯片与封装基板紧密结合，提高了抗冲击性，这对于移动设备和工业应用等领域具有重要意义。

5. 成本较低：FlipChip封装技术可以简化封装流程，减少所需材料和设备，降低生产成本。

 缺点：

1. 设计难度大：在采用FlipChip封装技术时，需要在设计阶段考虑封装布局和连接方式，这增加了设计复杂性和挑战性。

2. 连接方式要求精确：芯片和封装基板之间的连接方式需要精确控制，以确保可靠性和稳定性。

3. 成本较高：虽然总体成本可能降低，但在生产过程中可能需要更高级别的设备和技术，导致成本增加，尤其是在规模较小的生产批量情况下。

4. 散热管理挑战：由于倒装芯片的背面无法自由散热，需要采取额外的散热措施来维持芯片温度稳定，否则可能会导致过热问题。

5. 机械脆弱性：芯片直接暴露在外，容易受到机械应力和物理损伤的影响，可能导致芯片可靠性和寿命下降。

 三、FlipChip封装技术的发展历程

FlipChip封装技术起源于20世纪60年代的IBM公司，当时IBM公司在芯片上制作凸点的倒装芯片焊接工艺。随着技术的发展，一些半导体公司对C4技术进行了优化升级，例如Fairchild公司研制了Al凸点，Amelco公司研制了Au凸点技术。半导体封装技术也从QFP封装工艺发展到BGA封装，再到最新的CSP封装。

四、FlipChip封装技术的应用领域

FlipChip封装技术在高端电子产品中得到了广泛的应用，如大规模集成电路、超大规模集成电路、微波电路、光电子电路以及汽车电子等。这些应用领域的需求促进了FlipChip封装技术的不断进步和创新。

五、FlipChip封装技术的工作流程

FlipChip封装工艺主要包括以下几个步骤：

1. 检测和排序：对芯片进行检测和分类，确保质量。

2. 粘合：将导电胶或焊球粘合在芯片的IC触点上。

3. 倒装：通过翻转设备将芯片倒装到PCB基板上，使芯片触点与基板相对接触。

4. 焊接：通过热压或热冷却等方式，将芯片触点与基板金属线束焊接连接。

5. 封装：使用树脂或其他封装材料封装整个芯片，以保护其免受外部环境的影响。

6. 测试：对封装后的芯片进行功能测试，确保其正常工作。

 结论

 FlipChip封装技术作为一种先进的集成电路封装技术，虽然面临一些挑战，如设计难度、连接方式的要求、成本问题以及散热管理和机械脆弱性等，但它在缩小产品尺寸、提高电性能、增强散热能力以及降低成本等方面显示出了明显的优势。随着科技的不断发展，FlipChip封装技术将继续在电子技术领域发挥重要作用，并在更多领域得到广泛应用。

 六、对于Flipchip封装用的锡膏类型，我们需要考虑以下几个方面：

 1. 锡膏的基本概念与特性

 锡膏是由焊料合金粉末与助焊剂/载体系统按照一定比例均匀混合而成的浆状固体。其粘度具有流变特性，即在剪切力作用下粘度减小以利于印刷，而印刷之后粘度恢复，从而在再流焊之前起到固定电子元器件的作用。在再流焊过程中焊料合金粉末熔化， 在助焊剂去除氧化膜的辅助作用下润湿电子元器件外引线端和印刷电路板焊盘金属表面并发生反应，最终形成二者之间的机械连接和电连接。

 2. Flipchip封装的特性

 Flipchip封装是芯片封装技术的一种，该封装技术主要区别于wirebonding打线的互连方式。倒装封装是将裸芯片长出凸块（bump），然后将裸芯片翻转过来使凸块与基板直接连接而得名。Flipchip封装形式的芯片结构和I/O端（锡球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整个芯片表面，故在封装密度和处理速度上得到很大程度的提升（可达到3000个/cm2），特别是它可以采用类似SMT技术的手段进行封装，是目前高密度集成封装的主要形式，主要应用于高性能的CPU、GPU、FPGA、DSP等器件中。

 3. 锡膏的选择原则

 在选择锡膏时，需要根据焊料合金种类、清洗方式及有无、活性剂种类以及涂敷方式等因素进行选择。例如，根据焊料合金种类，可以分为含铅锡膏与无铅锡膏；根据清洗方式及有无，可以分为松香基锡膏、水溶性锡膏与免清洗锡膏；根据活性剂种类，可以分为纯松香基锡膏、中等活性松香基锡膏、高活性松香基锡膏与有机物基锡膏；根据涂敷方式，可以分为范本印刷用锡膏、丝网印刷用锡膏与滴注用锡膏。

 4. Flipchip封装用的锡膏类型

 根据上述分析，我们可以得出结论：Flipchip封装用的锡膏类型应该是一种能够满足其特殊要求的锡膏。具体来说，这种锡膏应该具有以下特点：

- 高导热、导电功能：为了满足Flipchip封装的导热和导电需求，锡膏中的合金粉末应该具有高的导热系数和导电系数。 

- 触变性好：为了确保Flipchip封装过程中的稳定性，锡膏应该具有良好的触变性。 

- 低粘度：为了适应Flipchip封装的高密度要求，锡膏的粘度应该较低。 

- 残留物少：为了确保Flipchip封装后的LED底座在长时间内的稳定性和可靠性，锡膏应该具有较少的残留物。 

- 适用于LED芯片的正装工艺及倒装工艺的焊接：为了满足Flipchip封装在LED芯片焊接中的应用需求，锡膏应该能够适用于正装工艺及倒装工艺的焊接。

综上所述，Flipchip封装用的锡膏类型应该是具有高导热、导电功能、良好触变性、低粘度以及少残留物等特点的锡膏，同时还需要能够适用于LED芯片的正装工艺及倒装工艺的焊接。具体的锡膏类型可能会因厂家和应用需求的不同而有所差异。

七、Flipchip芯片封装焊后锡膏残留物清洗：

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用 水基清洗剂产品。