Was ist Flip-Chip-Technologie?
Die Flip-Chip-Technologie ist eine Möglichkeit, verschiedene Arten von elektronischen Bauteilen direkt zu verbinden, indem leitende Lötperlen anstelle von Drähten verwendet werden. Ältere Technologien verwendeten Chips, die offen montiert werden mussten, und Drähte wurden verwendet, um sie mit externen Schaltkreisen zu verbinden. Die Flip-Chip-Technologie ersetzt die Drahtbond-Technologie und ermöglicht die direkte Verbindung von Chips mit integrierten Schaltkreisen und mikroelektromechanischen Systemen mit externen Schaltkreisen über leitende Kontakthöcker auf der Chipoberfläche. Es wird auch als direktes Anbringen von Chips oder kontrolliertes Zusammenfallen von Chips (C4) bezeichnet und erfreut sich immer größerer Beliebtheit, da es die Packungsgröße verringert, langlebiger ist und eine bessere Leistung bietet.
Diese Art von mikroelektronischer Baugruppe wird als Flip-Chip-Technologie bezeichnet, da der Chip umgedreht und verdeckt auf den externen Schaltkreis gelegt werden muss, mit dem er verbunden werden soll. Der Chip hat Lötperlen an den entsprechenden Verbindungsstellen und ist dann so ausgerichtet, dass diese Stellen auf die entsprechenden Anschlüsse des externen Stromkreises treffen. Das Lot wird auf die Kontaktstelle aufgebracht und die Verbindung ist hergestellt. Während es hauptsächlich zum Verbinden von Halbleiterbauelementen verwendet wird, werden elektronische Bauelemente wie Detektorarrays und passive Filter ebenfalls mit der Flip-Chip-Technologie verbunden. Es wird auch verwendet, um Chips auf Trägern und anderen Substraten anzubringen.
Die von IBM in den frühen 1960er Jahren eingeführte Flip-Chip-Technologie erfreut sich mit jedem Jahr größerer Beliebtheit und wird in viele gängige Geräte wie Mobiltelefone, Smartcards, elektronische Uhren und Automobilkomponenten integriert. Es bietet viele Vorteile, z. B. den Wegfall von Bonddrähten, die die benötigte Leiterplattenfläche um bis zu 95 Prozent verringern und die Gesamtgröße des Chips verringern. Das Vorhandensein einer direkten Verbindung über Lötmittel erhöht die Leistungsgeschwindigkeit der elektrischen Geräte und ermöglicht außerdem ein höheres Maß an Konnektivität, da mehr Verbindungen auf einer kleineren Fläche angebracht werden können. Die Flip-Chip-Technologie senkt nicht nur die Gesamtkosten bei der automatisierten Herstellung zusammengeschalteter Schaltkreise, sondern ist auch ziemlich langlebig und kann eine Menge harter Einsätze überstehen.
Einige der Nachteile der Verwendung von Flip-Chips umfassen die Notwendigkeit, wirklich flache Oberflächen für die Chips zu haben, die auf externen Schaltungen montiert werden sollen; Dies ist in jeder Situation schwierig zu arrangieren. Sie eignen sich auch nicht für die manuelle Installation, da die Verbindungen durch Löten zweier Oberflächen hergestellt werden. Die Beseitigung von Drähten bedeutet, dass es nicht leicht ersetzt werden kann, wenn es ein Problem gibt. Hitze wird auch ein Hauptproblem, weil die zusammengelöteten Punkte ziemlich steif sind. Wenn sich der Chip aufgrund von Wärme ausdehnt, müssen die entsprechenden Steckverbinder ebenfalls so ausgelegt werden, dass sie sich im gleichen Maße thermisch ausdehnen, da sonst die Verbindungen zwischen ihnen brechen.