倒装芯片凸焊点的UBM

介绍了倒装芯片凸焊点的焊点下金属（ＵＢＭ）系统，讨论了电镀Ａｕ凸焊点用ＵＢＭ的溅射工艺和相应靶材、溅射气氛的选择，给出了凸焊点ＵＢＭ质量的考核试验方法和相关指标。

FeNi合金UBM圆片级封装焊点剪切力研究

Fe Ni合金与无铅焊料反应速率低,生成的金属间化合物(IMC)较薄,有望作为圆片级封装(WLP)凸点下金属(UBM)层材料。对两种Fe Ni UBM以及一种Cu UBM圆片级封装样品进行回流、湿热以及预处理实验,并通过推球的方法,对其焊点进行剪切测试。通过断面与截面分析,研究其在不同处理条件下的金属间化合物生长情况,分析其断裂模式。结果表明,Fe Ni UBM焊点剪切力高于Cu UBM。Fe47Ni UBM与焊料反应生成的金属间化合物较薄,对于剪切力影响较小,而Fe64Ni UBM与焊料反应生成离散的Cu Ni Sn金属间化合物,对于其焊点强度有提高作用,Cu UBM与焊料反应生成较厚的金属间化合物,会明显降低焊点的剪切力。断面分析表明,Cu UBM会随焊球发生断裂,其强度明显小于Fe Ni UBM。

半导体晶圆化学镍/金UBM工艺与设备

介绍了半导体晶圆化学镍金UBM的工艺流程及其自动控制生产线,包括设备材料的要求及设备内部结构。在200mm的半导体晶圆上成功制作5μm化学镍/金UBM和18μm化学镍金凸点。在光学显微镜、表面轮廓仪和SEM下检测了化学镍/金镀层的表面形貌。通过EDX分析化学镍/金UBM中的镍磷含量。3D自动光学检测了200mm晶圆上化学镍/金凸点的高度和共面性,讨论了镍/金凸点的剪切强度和失效模式,分析了生产中化学镍/金UBM的两种常见缺陷及成因。

回流次数对Sn3.5Ag0.5Cu焊点特性的影响

研究了回流次数对Sn3.5Ag0.5Cu焊点特性的影响,采用扫描电镜SEM和光学显微镜对多次回流后Sn3.5Ag0.5Cu焊点界面金属间化合物(IMC)层的形貌和拉伸断裂断口形貌进行了分析.结果表明:随着回流次数的增加,焊点的宽度和金属间化合物的厚度增加;焊料和凸点下金属化层(UBM)之间界面上的IMC组织从针状逐渐粗化;焊料的拉伸强度有轻微变化;断裂面第一次回流焊后出现在焊料中,而多次回流焊后断裂面部分出现在焊料中,部分出现在UBM和焊料的界面中.

倒装芯片中凸点与凸点下金属层反应的研究现状

随着当代电子封装技术的飞速发展以及无铅化潮流的兴起,倒装芯片中凸点(Solder Bump)与凸点下金属层(UBM)之间的反应的研究成为当前研究的热点。综述了 UBM 与凸点反应研究的最新进展,总结了钎焊过程中的界面反应和元素扩散行为,分析了界面金属间化合物层(IMC)在长时间回流焊接过程中剥落的原因,进一步指出了凸点与 UBM 反应研究的趋势。

读出电路铟柱打底层对铟柱成球高度的影响

针对超大规模红外探测器读出电路铟柱成球后高度过低导致倒装互连难度增加这一问题,设计了试验,并分析讨论了读出电路铟柱打底层(UBM)形状对铟柱成球高度的影响。得出了铟球高度与铟柱尺寸和铟柱生长高度成正比,与读出电路铟柱打底层尺寸成反比,并提出了进一步增加铟球高度的思路。

圆片级封装的无铅焊料凸点制作技术研究

对圆片级封装(WLP)的结构设计和关键工艺技术进行了研究;描述了凸点下金属(UBM)层的选择,凸点回流技术,以及凸点的质量控制技术;重点阐述了采用电镀制作无铅焊料凸点的方法。

MEMS压力传感器上柔性化凸点制备方法

介绍了一种适用于MEMS压力传感器的低成本、柔性化凸点下金属层(Under Bump Metal,UBM)和凸点(Bump)的制备工艺。其中凸点下金属层分为Ni-P/Cu两层,使用化学镀的方法沉积在Al焊盘表面;凸点通过焊膏印刷回流预制于陶瓷基片上,再通过转移工艺移植到焊盘上。为了检验此套工艺制出的凸点结构是否具有足够的强度,对凸点进行了剪切破坏试验。结果表明,凸点与凸点下金属层、凸点下金属层与Al焊盘均结合牢固,破坏主要发生在焊料凸点内最薄弱的金属间化合物层(Intermetallic Compound,IMC)。

无铅焊料的研究(4)——电迁移效应

电迁移是金属原子沿着电流方向的移动。阐述了无铅焊料中电迁移的物理特性,由于焊点的特殊几何形状,电流拥挤效应将发生在焊点与导线的接点处;电迁移效应导致无铅焊料中金属间化合物(IMC)的生成与溶解,以及焊点下的金属化层(UBM)的溶解和消耗,使原子发生迁移并会产生孔洞,造成焊点破坏,缩短了焊点平均失效时间(MTTF),从而带来可靠性问题。

用于倒装芯片的晶片凸点制作工艺研究

倒装芯片在电子封装互连中占有越来越多的份额,是一种必然的发展趋势,所以对倒装芯片技术的研究变得非常重要。倒装芯片凸点的形成是其工艺过程的关键。现有的凸点制作方法主要有蒸镀焊料凸点、电镀凸点、微球装配方法、焊料转送、在没有UBM的铅焊盘上做金球凸点、使用金做晶片上的凸点、使用镍-金做晶片的凸点等。每种方法都各有其优缺点,适用于不同的工艺要求。介绍了芯片倒装焊基本的焊球类型、制作方法及各自的特点,总结了凸点制作应注意的问题。

红外探测器倒装互连技术进展

随着红外焦平面技术的发展,红外探测器探测波段已由单波段变为双色及四色波段,半导体元件的封装数量由最初的数十个发展到数百万个,I/O输出密度不断增大,传统微互联技术如引线键合技术、载带自动焊技术等已根本无法满足器件要求。倒装焊技术以其封装尺寸小、互联密度高、生产成本低的特点越来越受到人们的亲睐。倒装互连工艺主要包括:UBM制备、铟膜沉积、回流成球、倒压焊、填充背底胶。介绍了各工艺步骤的发展状况,并对铟膜沉积、铟柱增高工艺进行详细阐述。

凸点下金属层湿法刻蚀与凸点底切的控制

介绍了电镀凸点封装工艺流程和其中有关金属层湿化学刻蚀的问题。通过槽式批量和单片机刻蚀相应的UBM(凸点下金属层)的均匀度、刻蚀速率和凸点底切的对比,结果显示单片湿法刻蚀机刻蚀均匀度小于5%且片与片之间刻蚀速率差异小于2%,以及凸点底切小于2μm。槽式刻蚀均匀度较差,一般会大于20%,同时同一批次片与片之间刻蚀速率差异也较大,实验显示超过10%,且刻蚀后凸点底切较深。因此采用单片机进行UBM金属刻蚀可以较好的控制刻蚀过程和提高产品的良率。

封装装配技术所用材料的无铅化

本文简要叙述了无铅化立法确定的最后期限、凸点成形工艺、晶圆片凸点成形电镀技术、凸点下金属化及可靠性问题和无铅化材料的发展方向。从而说明，通过漏印板印刷和电镀的晶圆片凸点形成技术事例，证明可靠的无铅化技术是适合的。

MCM多层金属化及刻蚀技术研究

本文介绍了MCM芯片制造过程,MCM的关键工艺技术,重点介绍了MCM多层金属化及其湿式刻蚀技术。

Pb/Sn凸剪切性能研究

在实际使用条件下,Pb/Sn凸点会由于承受温度循环而产生剪切应力,剪切应力导致的主要失效方式是开裂.通过对倒装焊后Pb/Sn凸点剪切强度的测量及对剪切后断口的分析,发现破坏主要发生在凸点下金属(UBM)层内部或UBM与Al焊盘之间,平均剪切强度受凸点尺寸影响很小,范围在21～24MPa。

超大规模集成电路倒装焊设计技术研究

封装是集成电路设计流程中非常重要的一环,是管芯的环境载体,提供了信息交互、电源供给、散热与结构强度。随着集成电路工艺发展,管脚数目越来越多、频率逐年翻番,只有采用管脚集成度更高、速率更快的倒装焊封装技术,才能满足设计要求。本文从版图布局开始,对重布线层设计、柱下金属层的加工、基板设计,以及与流片厂商、封装厂商数据交互,进行了归纳总结,为对倒装焊封装设计有需求的项目提供了参考意见,具有一定借鉴意义。

倒装焊技术及应用

随着集成电路封装密度的提高,传统引线键合技术已经无法满足要求,倒装焊技术的发展能够解决该问题,并且得到了广泛的应用。文章介绍了倒装焊中的4种关键工艺技术,即UBM制备技术、凸点制备方法、倒装和下填充技术。其中凸点制备技术直接决定着倒装焊技术的好坏,为满足不同产品的需求,出现了不同的凸点制备技术,使倒装焊技术具备了好的发展前景。文章对各工艺技术的应用特点进行了阐述,并对倒装焊技术的发展前景进行了展望。

粉末冶金排气门座圈失效分析

粉末冶金排气门座圈在出厂检验时发现其密封面存在缺肉现象。通过化学成分分析、硬度检测、密度检测及金相分析发现,失效座圈的化学成分、硬度、密度及显微组织均与正常座圈的非常接近,且均在控制要求范围内。利用Nano CT成像扫描系统和扫描电子显微镜(SEM)观察发现,零件内部无明显缺陷和气孔,但缺陷处有磕碰痕迹,同时该部位未形成有效的烧结联结。通过对生产工序的检查发现,传送导轨上的海绵缓冲垫破损,使座圈生坯在压制工序后的出料过程中与传送导轨发生磕碰,产生损伤,烧结后座圈密封面出现缺肉现象。

倒装再分布技术及应用

随着半导体技术的发展,封装工艺与圆片工艺的联系越来越密切,特别是倒装技术的发展及广泛应用。由CSP到WL-CSP,再到TSV技术,封装技术的发展越来越迅速。倒装技术是发展的关键技术,它包括再分布技术、凸点底层金属(UBM)技术、凸点制备技术、倒扣焊接技术和底部填充技术等。文章介绍了传统芯片通过再分布设计及工艺解决实现倒装工艺,为倒装技术以及新技术的开发和应用提供了良好的途径和广阔的空间。

倒装焊陶瓷封装失效模式分析及失效机理研究

随着封装技术的发展,倒装焊技术得到广泛的应用,倒装焊的研究也越来越广泛深入。文章阐述了倒装焊封装的失效模式,主要有焊点疲劳失效、填充胶分层开裂失效、电迁移失效、腐蚀失效、机械应力失效等。并分析了陶瓷基板倒装焊温度循环试验后的失效模式,陶瓷倒装焊封装失效的机理主要是倒装芯片焊点与UBM界面金属间化合物应力开裂失效。根据失效机理分析,进行陶瓷倒装焊工艺优化改进,试验达到了JESD22-A104C标准规定的温度循环:-65℃～+150℃、500次循环、3只样品无失效的要求。