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倒装技术中的两大技术细节披露与倒装芯片封装清洗介绍

在半导体芯片倒装连接的历程中 ,有许多前后处理的工序 ,以下详细介绍倒装工艺的相关细节:

一、凸点下金属化 (UBM ,under bump metallization)

倒装连接第一步需在芯片外貌制作凸点技术 ,倒装连接的实质是芯片上的凸点与基板上的凸点(凹槽)连接 ,半导体外貌的金属化有以下几种方法

(a)溅射:用溅射的要领一层一层地在硅片上沉积薄膜 ,然后通过照相平版技术形成UBM图样 ,然后刻蚀掉不是图样的部分。

(b)蒸镀:利用掩模 ,通过蒸镀的要领在硅片上一层一层地沉积。这种选择性的沉积用的掩 ?捎糜诙杂Φ耐沟愕男纬芍.

(c)化学镀:接纳化学镀的要领在AI焊盘上选择性地镀Ni。经常用锌酸盐工艺对AI外貌进行处理。无需真空及图样刻蚀设备 ,低本钱,

下图是半导体芯片进行凸点金属化(UBM)的流程:电驱动Benchrnarker

image.png

由于铝焊盘外貌有一层氧化物 ,镀层金属无法粘附在氧化的外貌上 ,因此要对铝外貌进行适当的处理以清除氧化物层

般的要领是在铝焊盘上接纳锌酸盐处理(zincation) ,该技术是在铝的外貌沉积一层锌 ,避免铝爆发氧化 ,镀锌工艺的一个缺点是铝也会被镀液腐化掉 ,因此需要接纳二次镀锌工艺 ,在进行镀锌工艺中 ,有0.3-0.4mm厚的铝将被腐化掉。在镀锌历程中 ,锌沉积在铝外貌 ,而同时铝及氧化铝层则被腐化掉。锌;ぢ敛辉俦⒀趸 ,锌层的厚度很薄

在进行镀锌工艺后 ,进一步接纳化学镀镍用作UBM的沉积 ,金属镍起到连接/扩散阻挡的作用。镍的扩散率很是小 ,与焊料也险些不爆发反应 ,它仅与锡有缓慢的反应 ,因此很是适合/作为共晶焊料的UBM金属;Ф颇瓤梢杂糜赨BM金属的沉积 ,也可以用来形成凸点。在部分倒装凸点的外貌会进一步镀金 ,由于金导电性能好 ,且不易氧化 ,可增加倒装连接的可靠性。

二、 回流形成凸点

焊料凸点要领有蒸镀焊料凸点、电镀焊料凸点、印刷焊料凸点、钉头焊料凸点、放球凸点、焊料转移凸点等差别工艺 ,其中电镀焊料及印刷焊料工艺使用较广泛。

在半导体外貌凸点金属化后 ,通过回流炉将金属化部分形成倒装球

回流形成凸点的大致历程如下图所示

电驱动Benchrnarker

image.png

其中电镀焊料凸点的具体形成历程如下图:

image.png


凸点常用的质料是Pb/Sn合金 ,因为其回流焊特性好 ,适合工业化生产

除了常见的Pb/Sn合金 ,凸点也有Au/Ni合金等凸点质料 ,为了包管可靠的互连 ,UBM必须与用于凸点的焊料合金相容。适合高铅的UBM纷歧定适合高锡焊料。例如Cu润湿层合适于含锡3-5%的高铅焊料 ,可是不适合于高锡焊料 ,因为Cu与Sn反应讯速而生成Sn-Cu金属间化合物。如果Cu被消耗完毕焊料将与焊区不润湿。

下图是差别的凸点材质件的倒装连接

电驱动Benchrnarker

image.png

芯片外貌形成的凸点在扫描电镜下视察到的外观如下图所示:

image.pngimage.png

下图中的左图是回流(高温)前的凸点状态 ,右图是经高温后的凸点状态 ,经高温后凸点融化成球形。

image.png


化学镀UBM和丝网印刷工艺(Electroless UBM and Stencil Printing)是工业应用中低本钱倒装焊凸点制备要领。


以下是丝网印刷凸点制作流程(Stencil Printing Process Flow)及完成后的凸点形貌:


image.png

image.png
三、倒装芯片封装清洗:

广东会科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要 ,一旦选定 ,就会作为一个恒久的使用和运行方法。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种 ,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到情况中的湿气 ,通电后爆发电化学迁移 ,形成树枝状结构体 ,造成低电阻通路 ,破坏了电路板功效。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层 ,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物 ,另有粒状污染物 ,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、灰尘等 ,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、爆发气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物 ,究竟哪些才是最备受关注的呢 ?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中 ,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种身分 ,焊后一定保存热改性生成物 ,这些物质在所有污染物中的占据主导 ,从产品失效情况来而言 ,焊后剩余物是影响产品质量最主要的影响因素 ,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降 ,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大 ,严重者导致开路失效 ,因此焊后必须进行严格的清洗 ,才华包管电路板的质量。

广东会科技运用自身原创的产品技术 ,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求 ,突破外洋厂商在行业中的垄断职位 ,为芯片封装质料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用广东会科技水基清洗剂产品。

 

 



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