无助焊剂甲酸回流技术在铜柱凸点回流焊中的应用

摩尔定律放缓,先进制程逼近物理极限,先进封装朝连接密集化、堆叠多样化和功能系统化方向发展,这一趋势使得铜柱凸点互连可靠性更具挑战性。回流焊是形成铜柱凸点的关键工艺,回流后凸点质量对于互连可靠性至关重要。对传统助焊剂回流用于铜柱凸点回流焊的劣势进行了简要阐述,综述了甲酸回流技术用于铜柱凸点回流焊的可行性,重点从还原效果、焊料润湿性、清洁性方面进行评述。概述了甲酸回流技术的原理和工艺流程,总结了其相较于助焊剂回流技术在产品质量、成本等方面的优势,并介绍了当下处于研究阶段的2种新型无助焊剂回流技术,展望了回流技术的未来发展趋势。

电偶腐蚀对先进封装铜蚀刻工艺的影响

在先进封装的铜种子层湿法蚀刻工艺中,电镀铜镀层的蚀刻存在各向异性的现象。研究结果表明,在磷酸、双氧水的蚀刻液体系中,因电偶腐蚀造成的凸点电镀铜蚀刻量约为铜种子层蚀刻量的4.9倍。通过分析凸点上锡、镍镀层的能谱数据及蚀刻效果,发现该凸点结构中的锡、镍镀层表面存在钝化层,导致锡、镍镀层的蚀刻量远低于铜镀层。在加入不同添加剂的蚀刻液中,通过络合铜或破坏锡、镍镀层表面钝化层的方法,均能达到抑制凸点上铜镀层发生电偶腐蚀的效果。其中,复合型添加剂可以使凸点上铜镀层的横向蚀刻量降低约82%,并且添加剂无残留风险。

基于田口法的高密度倒装微铜柱凸点热失效分析

采用有限元模拟法,分析在热循环载荷条件下高密度倒装芯片封装微铜柱凸点的失效行为,并以微铜柱凸点的最大累积塑性应变能密度作为响应,采用3因素3水平的田口正交试验法分析倒装芯片封装的主要结构参数和材料属性对其热失效行为的影响.结果表明,距离封装中心最远处的微铜柱凸点是封装体中的关键微凸点,热疲劳导致的裂纹易在该微铜柱凸点的基板侧焊料外侧形成.底部填充胶的线膨胀系数对微铜柱凸点热失效的影响最大,影响适中的是底部填充胶的弹性模量,最弱的是芯片厚度.

热循环条件下高密度倒装微铜柱凸点失效行为分析

基于圣维南原理,采用全局模型和子模型相结合的建模方针,建立倒装芯片封装的有限元模型.分析热循环条件下微铜柱凸点的应力及应变分布,研究高密度倒装芯片封装微铜柱凸点的失效机理,对关键微铜柱凸点的裂纹生长行为进行分析.结果表明,距芯片中心最远处的微铜柱凸点具有最大的变形与应力,为封装体中的关键微铜柱凸点;累积塑性应变能密度主要分布在关键微铜柱凸点的基板侧,在其外侧位置最大,向内侧逐渐减小,这表明裂纹萌生在基板侧微铜柱凸点外侧,向内侧扩展,试验结果与模拟结果相一致.

Cu/NiW/Sn微凸点界面演变规律研究

利用连续电镀工艺在C194铜片上制备了W含量为33.21%的晶态NiW(c-NiW)合金阻挡层,随后镀纯锡。采用扫描电镜(SEM)、背散射电子成像(BSE)、能谱(EDS)等手段研究了c-NiW合金阻挡层在回流及高温老化试验(HTST)中的界面演变。观察到c-NiW合金阻挡层的界面出现了由Ni、W和Sn组成的新相"亮层"。通过跟踪原子扩散路径以及相图推算,认为"亮层"是以Ni_4W为基体、Sn固溶扩散的三元合金相。Ni_4W原本就存在于c-NiW合金阻挡层中,由于回流以及高温老化过程中Ni不断消耗以及Sn的逐渐扩散,"亮层"开始逐渐形成并显现。推测了Cu/NiW/Sn微凸点界面演变的过程。

用于射频系统级封装的微凸点技术

微凸点是实现高密度射频系统级封装的关键技术。介绍了射频系统级封装对于微凸点工艺的要求,结合钎料球凸点、铜柱凸点和金球凸点的预置与焊接工艺试验过程,讨论了各种微凸点工艺要求、结构特征以及在射频系统级封装中的适用场景,对后续产品工艺设计具有指导和借鉴意义。

基于先进封装的铜柱凸块技术

铜柱凸块技术用于实现集成电路封装的芯片基板互联,具有优越的电性能、热性能和可靠性,并可满足Ro HS要求。随着电子产品对小型化和轻量化的要求越来越高,铜柱凸块将逐渐取代锡铅凸块技术,实现更高密度的芯片互连,成为先进封装的主流技术。

采用倒封装技术的硅热风速传感器封装的研究

本文给出了一个采用倒封装技术实现的硅热风速传感器的封装结构。该传感器使用铜柱凸点技术,倒装于薄层陶瓷上。利用陶瓷的导热性能实现传感器芯片的加热元件和环境风速的热交换,同时陶瓷又起保护和支撑传感器芯片的作用。测试结果表明,封装后的传感器具有良好的性能。

铜柱凸块生产关键工艺技术研究

讨论了铜柱凸块生产工艺中籽晶层厚度和电镀电流密度等关键制程因素对铜柱凸块共面性、晶圆应力、凸块剖面结构和电镀效率等方面的影响。研究结果表明增加电镀籽晶层厚度可以提高凸块共面性;在相同电镀电流密度下,籽晶层越厚,晶圆应力越大;相同的籽晶层厚度下,随着电镀电流密度增加,晶圆应力增加,但增加速率逐渐变慢;低电流密度下铜柱凸块顶部形成盘碟形状的剖面结构,而高电流密度容易使铜柱顶部形成圆拱剖面结构;采用阶梯电镀速率电镀方法与均一慢电镀速率电镀出的铜柱凸块共面性一致,而采用阶梯电镀法既能够提高电镀效率又可以得到较好的铜柱顶部盘碟形剖面结构。

高均匀性的铜柱凸块电镀(英文)

随着电子产品的小型化、多功能化和高性能化的发展,促使着2D集成封装向2.5D或3D集成封装发展。铜柱凸块电镀是晶圆级三维封装的关键基础技术之一。本文研究了铜柱凸块的电镀均匀性与添加剂浓度、镀液对流、电流密度和电镀设备之间的影响规律。研究结果表明,添加剂浓度、镀液对流以及电流密度对单个铜柱凸块的平整度影响较大,而对铜柱凸块高度的均一性影响较小。相反,电镀设备对铜柱凸块的高度均一性的影响较大,而对铜柱凸块的平整度影响较小。在三种有机添加剂中,整平剂对铜柱凸块的平整度影响最大,随着镀液中整平剂浓度的增加,铜柱凸块顶部形状由凸起、变为平整、再转变为凹陷。电镀液的单向对流会导致所沉积铜柱凸块形貌发生倾斜。高的电流密度会导致凸顶的铜柱凸块形貌。精密设计的电镀设备可以提高晶圆上电流密度分布的均匀性,继而大幅提高电镀铜柱凸块的共面性。本文的研究结果可为铜柱凸块的电镀优化提供指导。

任意层互连技术应用研究

任意层互连技术是目前高密度互连印制电路板领域新的工艺技术,通过微孔来实任意层与层之间的连接。本文主要介绍了任意层互连技术的应用进展,分析了电镀、导电膏及铜凸块三种微孔互连技术,同时,描述了各任意层互连方法的工艺技术流程,并对其进行了对比分析。

Cu-Sn-Cu互连微凸点热压键合研究

随着多数产品更高的I/O数需求,微铜柱凸点已经成为倒装芯片领域的主流,而热压倒装焊则是目前使用最多的键合方式之一。针对一款Cu-Sn-Cu倒装芯片,基于日本Athlete公司的CB-600低荷重半自动倒装键合机,以研究芯片键合质量为目标,完成了不同参数条件下的芯片键合样品,并通过光学显微镜和拉剪力测试机对样品的键合质量进行了比较,得到了键合参数对键合质量的影响规律。

铜凸块形成用三层箔

概述了铜凸块形成用三层箔的特征,制造方法和应用。

一种含凸台铜基印制板制作技术

为了提高金属基印制板的散热性,采用金属基上有凸台导热的设计,这类印制板的加工有其特殊性。本文介绍这种含凸台的铜基印制板的制造技术,重点是铜凸台的蚀刻和半固化片开槽控制,最终产品符合客户要求。

形成倒装芯片焊点的铜接线柱焊凸(SBC)法

在倒装芯片应用中生长晶圆焊凸的工艺中对于间距较小(即小于150μm)、具有数个尺寸为150μm的焊凸,倒装前的焊锡涂敷好坏对产品的良率和可靠性起着重要作用。因为,如果涂敷的焊锡体积不均匀,就经不起涂敷过程中为确保涂敷在引线框上焊锡的完整和体积一致性而引入的强制视像系统检查,从而降低产出率。这就是一些组装工艺正设法减少或取消这些限制的原因。另一方面,采用直接熔化焊凸的方法来形成焊点是一种速度较快的工艺,但在保证回流处理后的离板高度方面有缺点,导致在温度和功率循环测试中的表现较差。介绍的采用铜接线柱焊凸(SolderBumponCopperStud;SBC)法解决了这些问题;对于那些需要倒装的组装工艺而言,这是可保障其制造性较佳的解决方案。介绍采用铜接线柱焊凸(SBC)工艺在附着在倒装芯片上的金属基片和焊凸之间形成焊点的新方法,利用铜接线柱焊凸技术再配合晶圆级的焊锡丝印工艺在半导体上预先形成焊凸。这是替代电镀焊凸工艺一种别具成本效益的方法。

下一代电子电路板用CuSO_4填充镀技术

概述了下一代电子电路板填充用的CuSO4电镀技术。(1)盲导通孔填充,(2)贯通孔填充,(3)半导体用的凸块和(4)TSV填充。

整平剂及电流密度对电子封装用铜微凸点电镀的影响

研究了宏观整平剂、微观整平剂及电流密度对铜微凸点表面平整性的影响，探讨了2种整平剂和电流密度对铜微凸点表面的作用机制。镀液组成和工艺参数为：CuS0475g／L，H2s04100g／L，C1-50mg／L，整平剂H和W0～10mg／L，（25±2）℃，60r／min，1～8A／dm2，35min。结果表明，宏观整平剂可促进铜的沉积，微观整平剂则可抑制铜的沉积，二者相互配合可改变电镀过程中镀孔的电力线分布，使电流密度分布均匀。在一定范围内提高电流密度可加快铜微凸点的生长。在6A／dm2下，2种整平剂的质量浓度均为5mg／L时，可制得结晶细腻、表面平整的铜微凸点。