铜柱微凸块的回流

晶圆凸块工艺在过去10年已经有了很大的发展。半导体装配产业已经从使用焊锡膏印刷(重点是空隙、共面、模板寿命和溅涂)的冲震工艺发展到焊锡凸块，现在已经到了使用微凸块（焊锡膏的端冒）的镀铜柱。如图1所示。

图 1: 倒装焊芯片凸点金属化及结构的评估

从标准的焊锡凸块转移到铜柱的主要原因如下:

·         允许高I/O超细球数(<80微米)，没有焊接架桥

·         保持高的托脚(覆晶载板的间隙)以降低芯片表面的应力

·         消除或减少由焊锡膏在UBM附近的电流拥挤效应产生的电迁移问题

铜柱/凸点的形成在图2所示。

图 2: 铜柱焊锡膏: 从电镀到成形的微凸块

为了在最终的回流接头上消除空隙，关键是要有回流的焊锡膏微凸块表面，即完全半球形状、光滑、有机和无机、不含残留，并涂有薄薄的一氧化锡（光致抗蚀剂）的半钝化层。焊锡膏或微凸块必须回流的情况有两种:

1.    在光致抗蚀剂和种层被剥去后，粗制的电镀微凸块被各种氧化物和氢氧化锡（和高腐蚀的抗剥离材料）污染，加上碎片被卷入粗制电镀的凸点表面。

2.    如果晶片经过探针测试，使精压（损害）焊锡凸块的顶部，该微凸块也需要经过重新回流从精压状况变成原始的半球。这在随后的倒装焊芯片接头中消除了与精压相关空隙。

我准备在随后的博客里更详细地论述使用专门的晶圆凸块助焊剂和关键的工艺控制方面以形成原始的半球。

欢呼!

Andy

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