Reflujo de Columnas de Cobre Microbumps

Los procesos de amortiguamiento de obleas han evolucionado en los últimos 10 años.  La industria del montaje de los semiconductores ha cambiado desde los procesos “bumping" (de abultamiento) utilizando soldadura en pasta por impresión (con todas sus inquietudes de vacío, coplanaridad, vida del esténcil y salpicaduras) a las soldaduras de bultos laminados y ahora hasta las columnas de cobre laminadas con microbumps (soldadura de tapón extremo) según se muestra en la figura 1.

Figura 1: Evolución de Metalización y Estructura de Flip-Chip Bump

Los motivos del cambio de la soldadura estándar de bultos a las columnas de cobre son principalmente para:

·         permitir pasos ultradelgados de ingreso/salida (I/O) altos (<80 micrones) sin soldadura en puente

·         mantener el separador alto (espacio libre chip-sustrato) para reducir la tensión en la superficie del chip

·         eliminar o reducir temas de electromigración causados por un agrupamiento presente en la soldadura cerca de UBM (metalización de bajo bulto)

El flujo básico del proceso para la formación de columna de cobre/microbump se muestra en la Figura 2.

Figura 2: Soldadura de Columna de Cobre: desde el Laminado hasta el Microbump acabado

Para eliminar los vacíos en la junta final del reflujo, es fundamental tener una superficie de soldadura microbump con reflujo que sea perfectamente hemisférica, suave, libre de residuos orgánicos e inorgánicos y revestidos con una capa delgada semi-pasivante de monóxido de estaño (fotoresistente). Hay dos instancias en las cuales la soldadura de bulto o microbump debe tener reflujo:

1.    después que se retira una capa fotoresistente y una embrionaria, el bulto áspero de galvanosplastia se contamina por diferentes óxidos e hidróxidos de estaños (a partir de la reacción con el material resistente a la eliminación altamente corrosivo), más los residuos orgánicos atrapados en la superficie áspera laminada del bulto.

2.    si la oblea está testeada por sondeo de una forma que acuña (daña) la parte superior de la soldadura de bulto, este bulto también podría necesitar tener un reflujo para regresarlo de su condición acuñada a un hemisferio prístino.  Esto elimina los vacíos relacionados con el acuñamiento en la unión slip-chip subsiguiente.

Proporcionaré más detalles acerca del uso de la especialidad de fundentes para amortiguamiento de obleas y aspectos fundamentales del control del proceso para generar microbumps prístinos, en un conjunto de publicaciones venideras.

¡Saludos!

Andy

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