X-ray检测设备如何检测倒装芯片？其过程如何？

倒装芯片的英文名称称为Flip Chip，它用于将芯片的触点与基板，载体和电路板连接起来。在连接过程中，由于芯片的凸块向下连接，因此称为倒装芯片。

在典型的倒装芯片封装中，芯片通过3-5厚的焊料凸点连接到芯片载体。底部填充材料用于保护焊料凸点。芯片Chip和PCB板通过倒装技术连接在一起。

在日常生活中，许多电子组件都使用倒装芯片焊接技术，例如计算机中的存储棒，这很常见。如果从横截面切开内存条，则芯片和电路板通过倒装芯片技术连接。

倒装芯片主要通过四个步骤完成：

步骤1：凸点底部金属化（UBM）

凸块金属化是为了激发半导体中PN结的性能。其中，最适合热压倒装芯片连接的凸点材料是金。可以通过传统的电解金电镀方法或柱形凸块方法来产生凸块。后者是引线键合技术中常用的凸点形成工艺。

凸点底部金属化（UBM）的沉积方法主要包括：

溅射：使用溅射在硅晶片上逐层沉积薄膜，然后通过光刻形成UBM图案，然后蚀刻非图案的部分。

蒸镀：使用掩模，通过蒸发在硅晶片上逐层沉积。该选择性沉积掩模可用于形成相应的凸块。

化学镀：化学镀用于选择性地将Ni镀在Al焊盘上。锌酸盐工艺通常用于处理Al表面。无需真空和图案蚀刻设备，成本低廉。

步骤2：芯片凸点

该部分将形成凸点，可以将其视为P-N结的电极，类似于处理电池的输出端子。

形成凸点的常见方法：蒸发的焊料块、电镀锡球、印刷凸点、钉头焊锡凸块、放球凸点、焊锡转移凸点

观察典型的电镀焊料凸点：在扫描电子显微镜下观察完成的凸点微观形状是均匀的金属球。

步骤3：将凸起的芯片组装到基板/板上

在热压连接过程中，芯片的凸块通过加热和加压而连接到基板的焊盘。

此过程要求芯片或基板上的凸块是金凸块，并且同时必须有一个可以连接到凸块的表面，例如金或铝。对于金块，连接温度通常约为300°C，以便在连接过程中充分软化材料并促进扩散。

步骤4：使用非导电材料填充芯片底部的孔

填充时，将倒装芯片和基板加热到70至75°C，并使用装有填充剂的L形注射器沿芯片边缘沿两个方向注入填充剂。

由于间隙中毛细管的虹吸作用，填料被吸入并流向中心。

芯片边缘有阻挡层，可防止泄漏。一些使用倾斜衬底以促进流动的方法。填充完成后，在烤箱中分批升高温度，以达到约130℃的固化温度，并可以通过保持3到4小时来实现固化。

经过上述四个步骤，完成了芯片与基板之间的倒装芯片连接。尽管介绍起来并不复杂，但是完成这些步骤仍然是一个系统的项目，除了倒装过程，还包含各环节的质量检测，是目前在芯片制造环节使用较为广泛的检测方案，苏州卓茂光电科技有限公司自2005年成立以来，始终致力于X-ray工业（x光机无损探伤）检测的方案探索与解决。