覆晶(Flip Chip)是將半導體晶片的電路形成面(主動面)朝下,直接安裝於基板上的連接技術。與傳統打線接合(從晶片上表面以金屬細線連接至基板)不同,覆晶是在晶片端子(焊墊)上形成稱為「凸塊」的凸起狀連接電極,與基板電極直接接合。
覆晶的最大優點是連接距離縮短所帶來的電氣性能提升。打線接合的導線長度約為數 mm~10mm,覆晶則大幅縮短至數十~數百 μm。如此可降低傳輸延遲、電感與訊號劣化,實現高速訊號傳輸(10GHz 以上)。此外,由於可在晶片整面配置端子,能大幅增加 I/O(輸入輸出)端子數。
凸塊材料有焊料凸塊(Sn-Ag、Sn-Ag-Cu)、金凸塊(Au stub bump)、銅柱(Cu Pillar)凸塊。特別是銅柱凸塊(在 Cu Pillar 上設置焊料蓋),擅長細間距化與高電流密度對應,廣泛用於先進邏輯(CPU、GPU、AI SoC)的構裝。
覆晶構裝廣泛用於 COB(Chip on Board)、FC-BGA(覆晶 BGA)封裝,並進一步發展為 CoW(Chip on Wafer)、WoW(Wafer on Wafer)等3D/2.5D 先進封裝。填充底膠(underfill,填入晶片與基板間隙的樹脂)的注入,是緩和熱應力與確保可靠度的必要步驟。
覆晶構裝設備的主要廠商為 ASM Pacific(ASMPT)、Besi、東麗工程、庫力索法(Kulicke & Soffa)等。凸塊形成設備(電鍍、濺鍍、印刷)方面,則有應用材料、東京威力科創(TEL)等提供相關設備。