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1、倒装焊器件的密封技术第10卷，第9期Vol.10,NO.9电子与封装ELECTRONICS&PACKAGING总第89期2010年9月封装,组:装-5测量试倒装焊器件的密封技术李欣燕，李秀林,丁荣峥（无锡中微高科电子有限公司，江苏无锡214035）摘要:倒装焊的底部填充属非气密性封装，并且受倒装焊凸点焊料熔点,底部填充有机材料耐温限制，使得倒装焊器件的密封结构设计和工艺设计受限•文章结合气密性器件使用要求，设计了两种不改变现行倒装焊器件制造工艺,器件总体结构［1的密封技术，经过分析论证以及工艺实验，确认其是可行的•
2、密封的器件能够满足MIL-883G中有关气密性,内部水汽含量，耐腐蚀(盐雾),耐湿以及机械试验等［6・兀密封结构，密封工艺均是在现有封装工艺条件基础上进行，具有非常强的可行性.关键词:倒装焊;气密性;陶瓷外壳;平行缝焊;合金焊料熔封;可靠性中图分类号:TN305.94文献标识码：A文章编号:1681-1070(2010)09.0001.04HermeticallySealedConstructionandTechnologyofFlip—hipDeviceLIXin-yan,LIXiu-lin,D1NGRong?zheng
3、(WuxiZhongweiHigh一techElectronicsCo.,Ltd.,Wuxi214035,China)Abstract:Flip-chippackagingofunderfillwasnon一hermeticpackaging.BythelimitofbrganicmateriarStem一peratureresistanceofunderfillandbumpmaterial5Smelting,flip―hiphermeticstructuredesignandtechnologywererestrict
4、ed.lnthispaperjnbaseofhermeticdevice^demandandexistingflip一chiptechnologyandstructure,twotypesstructurewasdesigned.Thestructurewasfeasiblebytheprocesstestandanalysis.ThehermeticpackagingdevicesatisfiedthestandardMIL一883Gofair—tightness,watervaporcontent,corrosion(
5、saltatmosphere),moistureresistanceandmechanicaltest.Hermeticdeviceandhermetictechnologywerefeasibleinthebaseofexistingpackagingtechnology.Keywords:flipchip;air-tightness;ceramicpackage;parallelseamwelding;soldersealing;reliability1刖s随着器件向多功能，高性能,薄型化，小型化，轻量化的方向发展，器
6、件I/O端数增加的同时也向更高密度封装发展•倒装焊是其中的重要关键技术之一，特别是在硅通孔(TsV)工艺成熟前是大家最愿意釆用的封装工艺技术，包括叠层倒装焊，参见图1【匚,・现见到报道的倒装焊陶瓷封装工艺收稿日期:2010—06—18均采用非气密性的，如PowerPC系列电路,参见图2•底部填充材料具有一定的吸湿性，具有与塑料封装中TBGA等相似的”爆米花，，失效现象，另外底部填充材料并不能有效阻挡离子等的扩散，这就使倒装焊器件与现采用的气密性陶瓷封装器件在耐恶劣环境方面存在一定的差距，为了满足器件耐恶劣环境并具备长寿命的
7、要求，必须开发气密性封装的倒装焊密封技术.由于无铅化焊料凸点熔点较低(通常在230°C第10卷第9期电子与封装左右），即使是Sn5Pb95焊料也仅在310〜C左右，加上倒装焊底部填充料玻璃转化温度低且在高温度下易分解，以及芯片硅材料的热膨胀系数（常温400〜C,〜3.6X10/°C）与HTCC/LTCC陶瓷的热膨胀系数存在较大的差异（90%A1,0陶瓷，常温400〜C,〜6・8x10〜/~C;LTCC则从5.4〜12_3xlO・6/〜C均有），要求密封工艺使倒装焊器件的温升要尽可能地低，现行在陶瓷封装中采用的玻璃熔封,Au
8、80Sn20合金焊料熔封等密封工艺就不能直接使用，因为倒装焊底部填充材料的玻璃转化温度低且材料在熔封过程中将产生热分解等，会导致倒装焊互连接触电阻增大甚至失效.下填充料UBM芯片焊点钝化层焊盘图1底部填充倒装焊结构示意图图2非气密性倒装焊陶瓷封装图2密封工艺技术气密性电子元器件通常是空封的，气密性封口就
