倒装键合，又称为倒装芯片焊接技术，是一种微电子封装技术。
一、基本原理
倒装键合是指在裸芯片电极上形成连接用凸点，然后将芯片电极面朝下，通过钎焊或其他工艺将凸点和封装基板互连的一种方法。其基本原理是用凸点代替传统的引线键合，实现芯片与基板间的互连。
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二、发展历史
1.1964年：倒装芯片开始出现。
2.1969年：IBM发明了倒装芯片的C4工艺（Controlled Collapse Chip Connection，可控坍塌芯片联接）。
3.20世纪60年代末至70年代初：IBM在陶瓷印刷板上处理了数以百万计的倒装芯片，同时美国汽车工业也开始在陶瓷上大规模使用Flip Chip。
4.20世纪80年代：日本大公司如日立、日电和富士通开始使用倒装芯片。
5.20世纪90年代起：LCD上的驱动电路封装一直以倒装芯片为主要方式。
三、特点与优势
1.尺寸小、薄，重量更轻：倒装芯片技术可以实现更小的封装尺寸和更轻的重量，有利于满足现代电子产品对小型化和轻量化的需求。
2.密度更高：使用倒装焊技术能增加单位面积内的I/O（输入/输出）数量，提高了封装的密度。
3.性能提高：短的互连减小了电感、电阻以及电容，从而改善了信号的完整性和频率特性。
4.散热能力提高：倒装芯片没有塑封体，芯片背面可用散热片等进行有效的冷却，提高了电路的可靠性。
5.生产效率高：倒装凸点等制备基本以圆片、芯片为单位，较单根引线为单位的引线键合互连来讲，生产效率更高，降低了批量封装的成本。
四、关键技术
倒装芯片焊接的关键技术包括芯片上凸点的制作和芯片倒装焊工艺。
1.凸点制作：凸点制作工艺很多，如蒸发/溅射法、焊膏印刷-回流法、化镀法、电镀法、钉头法、置球凸点法（SB2-Jet）等。各种凸点制作工艺各有特点，关键是要保证凸点的一致性。随着芯片引脚数的增多以及对芯片尺寸缩小要求的提高，凸点尺寸及其间距越来越小，制作凸点时需避免损伤脆弱的芯片。现在主流应用的凸点制作方法是印刷/转写—搭载—回流法。
2.倒装焊：倒装技术主要有熔焊、热压焊、超声焊、胶粘连接等。现在应用较多的有热压焊和超声焊。
3.热压焊：要求在把芯片贴放到基板上时，同时加压加热。该方法的优点是工艺简单、工艺温度低、无需使用焊剂、可以实现细间距连接；缺点是热压压力较大，仅适用于刚性基底（如氧化铝或硅），基板必须保证高的平整度，热压头也要有高的平行度。
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4.超声热压焊：将超声波应用在热压连接中，使焊接过程更加快速。超声波的引入使连接材料迅速软化，易于实现塑性变形。该方法的优点是可以降低连接温度、缩短加工处理的时间；缺点是可能在硅片上形成小的凹坑，主要是由于超声震动过强造成的。
五、工艺流程
倒装芯片焊接的一般工艺流程包括：
芯片上凸点制作 → 拾取芯片 → 印刷焊膏或导电胶 → 倒装焊接（贴放芯片）→ 再流焊或热固化（或紫外固化）→ 下填充
六、应用与挑战
倒装键合技术主要应用于Wi-Fi、SiP（系统封装）、MCM（多模块封装）、图像传感器、微处理器、硬盘驱动器、医用传感器以及RFID等领域。随着技术的不断发展，其应用范围还在不断扩大。
在实际应用中，倒装键合技术也面临一些挑战，如材料选择、精确对齐等。必须确保芯片、焊球和基板材料在热膨胀系数、机械性能等方面是兼容的；同时，由于高密度的焊球布局，需要非常精确的设备来实现芯片和基板的对齐。
倒装键合技术作为一种先进的微电子封装技术，具有诸多优点和广泛的应用前景。随着技术的不断进步和成本的降低，它将在未来电子产品中发挥越来越重要的作用。
