El chip Flip, también conocido como conexión controlada de chip de colapso o su acrónimo, C4, es un método para interconectar dispositivos semiconductores, como chips IC y sistemas microelectromecánicos (MEMS), a circuitos externos con protuberancias de soldadura que se han depositado en las almohadillas de chip.
Las protuberancias de soldadura se depositan en las almohadillas de viruta en la parte superior de la oblea durante el paso final de procesamiento de la oblea.
Para montar el chip en circuitos externos (por ejemplo, una placa de circuito u otro chip u oblea), se voltea hacia abajo para que su lado superior se enfrente hacia abajo, y se alinea para que sus almohadillas se alineen con las almohadillas coincidentes en el circuito externo, y luego la soldadura se fluya para completar la interconexión.
Esto contrasta con la unión de cables, en la que el chip se monta en posición vertical y los cables se utilizan para interconectar las almohadillas de chip a circuitos externos.



Pasos del proceso:


    Los circuitos integrados se crean en la oblea
    Las almohadillas se metalizan en la superficie de las virutas
    Los puntos de soldadura se depositan en cada una de las almohadillas
    Las virutas se cortan
    Las virutas se voltean y se colocan de modo que las bolas de soldadura estén orientadas hacia los conectores del circuito externo
    Las bolas de soldadura se vuelven a fundir (normalmente utilizando reflujo de aire caliente)
    El chip montado está "infrallenado" con un adhesivo aislante eléctrico


En los sistemas de fabricación de semiconductores típicos, los chips se construyen en grandes cantidades en una sola oblea grande de material semiconductor, típicamente de silicio.
Las virutas individuales están modeladas con pequeñas almohadillas de metal cerca de sus bordes que sirven como conexiones a un eventual portador mecánico.
Las virutas se cortan de la oblea y se unen a sus portadores, por lo general a través de la unión de alambre como la unión termosónica.
Estos cables eventualmente conducen a pines en el exterior de los portadores, que están unidos al resto de los circuitos que componen el sistema electrónico.



El procesamiento de un chip flip es similar a la fabricación de IC convencional, con algunos pasos adicionales.
Cerca del final del proceso de fabricación, las almohadillas de fijación se metalizan para hacerlas más receptivas a la soldadura.
Por lo general, esto consiste en varios tratamientos.
A continuación, se deposita un pequeño punto de soldadura en cada almohadilla metalizada.
Las virutas se cortan de la oblea de forma normal.



Para conectar el chip de volteo en un circuito, el chip se invierte para bajar los puntos de soldadura a los conectores de la electrónica subyacente o placa de circuito.
La soldadura se vuelve a fundir para producir una conexión eléctrica, por lo general utilizando un proceso de soldadura ultrasónica o alternativamente de reflujo.
Esto también deja un pequeño espacio entre los circuitos del chip y el montaje subyacente.
En la mayoría de los casos, un adhesivo aislante eléctrico se "rellena" para proporcionar una conexión mecánica más fuerte, proporcionar un puente térmico y para garantizar que las juntas de soldadura no se estresen debido al calentamiento diferencial de la viruta y el resto del sistema.



Recientemente, los métodos de montaje de alta velocidad evolucionaron a través de una cooperación entre Reel Service Ltd. y Siemens AG en el desarrollo de una cinta de montaje de alta velocidad conocida como 'MicroTape.
Mediante la adición de un proceso de cinta y carrete en la metodología de montaje, la colocación a alta velocidad es posible, logrando una tasa de picking del 99,90% y una tasa de colocación de 21.000 cph (componentes por hora), utilizando equipos de montaje de PCB estándar.



El conjunto de chip flip completado resultante es mucho más pequeño que un sistema tradicional basado en portadores;
el chip se sienta directamente en la placa de circuito, y es mucho más pequeño que el portador tanto en área como en altura.
Los cables cortos reducen en gran medida la inductancia, permitiendo señales de mayor velocidad, y también conducen mejor el calor.

Las fichas Flip tienen varias desventajas.
La falta de un portador significa que no son adecuados para su reemplazo fácil, o la instalación manual.
También requieren superficies muy planas para montar, que no siempre es fácil de arreglar, o a veces difícil de mantener a medida que las tablas se calientan y se enfrían.
Además, las conexiones cortas son muy rígidas, por lo que la expansión térmica del chip debe coincidir con la placa de soporte o las conexiones pueden agrietarse.

El material de relleno inferior actúa como un intermedio entre la diferencia en CTE de la viruta y la placa.

El proceso fue introducido originalmente comercialmente por IBM en la década de 1960 para transistores individuales y diodos empaquetados para su uso en sus sistemas de mainframe.
DEC siguió el ejemplo de IBM, pero no pudo lograr la calidad que exigían, y finalmente renunció al concepto.
Fue perseguido una vez más a mediados de los años 90 para la línea de productos Alpha, pero luego abandonado debido a la fragmentación de la compañía y la posterior venta a Compaq.
En la década de 1970 fue tomada por Delco Electronics, y desde entonces se ha vuelto muy común en aplicaciones automotrices.



Desde la introducción de la viruta flip se han introducido una serie de alternativas a los baches de soldadura, incluyendo bolas de oro o pernos moldeados, polímero conductor eléctrico y el proceso de "golpe plateado" que elimina un revestimiento aislante por medios químicos.
Los chips Flip han ganado popularidad recientemente entre los fabricantes de teléfonos celulares, buscapersonas y otros pequeños dispositivos electrónicos donde los ahorros de tamaño son valiosos.