芯片封裝——組裝

直接芯片安裝（DCA）

定義：DCA，又稱倒裝芯片技術，直接將芯片安裝在基板上，通過焊料凸點或其他連接材料實現電氣和機械連接。

關于其連接媒介的多樣性，DCA涵蓋了諸如合金焊料凸點、焊錫膏、非熔化凸點、真空沉積金屬層、壓力接合方式、同性導電膠以及異性導電薄膜等多種材料。

在環保與性能的雙重驅動下，大多數DCA應用中所采用的焊料，無論是基板側還是芯片凸點側，均為無鉛合金。這一選擇旨在響應環保號召并確保產品性能。

當DCA應用于芯片封裝時，它能在芯片與基板間創造出一個具有保護作用的自由空間區域，這對于防止MEMS（微機電系統）組件遭受機械損傷及污染至關重要。

在非熔化凸點的應用中，它們常被用作支撐結構，用以維持芯片與基板之間的適當距離，同時確保電氣連接的可靠性。

此外，在特定場景下，如需要低溫組裝時，一些特殊材料如帶有焊料帽的鎳凸點、涂覆有導電膠的金凸點等也得到了廣泛應用。

芯片的組裝過程對連接材料的選擇和組裝工藝的要求極高，以確保器件的性能、可靠性和長壽命。

分割工藝中的保護

敏感性：芯片在完成釋放步驟后，極易受到機械損傷和污染，特別是在包含微小活動部件的器件中。

污染影響：即使是微小的顆粒也可能嚴重妨礙芯片器件的運動。

保護措施

金剛石刀片切割：雖然常用，但需采取額外措施保護晶片活動面。

激光分割和折斷分割：相對干凈的分割方法，但仍需保護晶片面。

塑性粘貼膜：用于保護晶片活動面，包括雙面晶圓。

薄塑料膜：預先沖制輔助孔，避免材料接觸MEMS活動部件。

UV釋放帶和光刻涂層：提供額外的保護，這些材料多數由電子晶片的標準產品改性而來。

特殊聚合物黏結劑：UV固化和/或松解，易于清理，不留殘留物。

在芯片封裝流程中，選擇合適的芯片黏合劑是確保封裝質量的關鍵，這主要因為它必須嚴格達到低應力與低污染兩大標準。

盡管傳統的改性環氧樹脂黏合劑在某種程度上能滿足需求，但當前技術更趨向于應用具備更多優勢的聚合物材質，其中硅樹脂因其超低模量的特性而廣受好評，成為芯片封裝領域的優選材料。

以Dow-Corning公司為例，他們推出的WL3000與WL5000系列硅基類產品，就是針對需要低應力、低溫固化及高可靠性組裝場景量身打造的。

這些材料的應用范圍廣泛，不僅適用于常規的芯片封裝作業，而且在生物芯片和集成電路（IC）封裝領域也展現出了巨大的應用潛力。

芯片封裝工藝面臨著多樣且嚴苛的要求，這源于不同芯片器件對其內部環境有著特定的需求。

舉例來說，對于那些在高速振動中運作的芯片，為了確保機械運動的精準無誤，它們需要在真空環境中運行，以此避免惰性氣體分子帶來的任何干擾。相反，有些芯片則依賴于低濕或低氧的環境來保持其性能的長期穩定。

除了上述的真空和低濕低氧條件，有些芯片器件還需要借助特定的添加劑來發揮其功能。

比如，有的器件需要高濕度環境來充當潤滑劑，以優化其運作效率；而有的則需要添加抗粘連的物質，這些物質可以是液體、固體或氣體，它們的主要作用是防止封裝內部各部件之間發生不必要的粘連。

綜上所述，芯片封裝的復雜性在于，它要求我們不僅要熟悉并掌握芯片黏合劑、蓋板密封材料等關鍵要素的選擇與應用，還需要深入了解并巧妙運用各種封裝內添加劑，以滿足不同器件的獨特需求。

這一過程的成功，離不開對各種材料特性的深刻認識，以及對器件需求的精準把握。