Кристалл с контактными элементами, или «бампированный» кристалл (англ. bumped die), — это полупроводниковая подложка (semiconductor die), на контактные площадки которой нанесены специальные проводящие выступы — столбиковые выводы (bumps). Эти элементы служат интерфейсом для подключения кристалла к следующему уровню сборки без использования традиционной проволочной разварки (wire bonding). Технология является основой для монтажа перевёрнутого кристалла (flip-chip).
Конструкция и технология формирования
Контактные элементы формируются на этапе последних операций изготовления кристалла (Wafer bumping). На алюминиевые или медные контактные площадки (bond pads) осаждаются барьерные и адгезионные слои (например, титан-вольфрам), а затем методом гальваники, напыления или нанесения припойной пасты создаётся сам выступ. Наиболее распространены припойные бампы из бессвинцовых сплавов типа SAC (олово-серебро-медь), но также используются золотые и медные столбики.
Применение и значение
Использование бампированных кристаллов позволяет радикально уменьшить размеры конечного устройства, сократить паразитную индуктивность соединений и улучшить теплоотвод. Эта технология используется для создания современных корпусов: BGA, CSP (Chip Scale Package), WLCSP (Wafer-Level Chip Scale Package) и для прямой сборки кристалла на подложку (Direct Chip Attach, DCA). Процесс монтажа включает точное позиционирование кристалла, совмещение бампов с контактными площадками подложки и оплавление для образования соединения.
Источники: IPC-7095 «Design and Assembly Process Implementation for BGAs», JEDEC стандарты (например, JESD22-B111 для испытания бампов), отраслевые обзоры по технологии flip-chip в публикациях IEEE.