在半導體芯片倒裝連接的過程中，有許多前后處理的工序，以下詳細介紹倒裝工藝的相關細節(jié):

一、凸點下金屬化 (UBM，under bump metallization)

倒裝連接第一步需在芯片表面制作凸點技術，倒裝連接的本質(zhì)是芯片上的凸點與基板上的凸點(凹槽)連接，半導體表面的金屬化有以下幾種方式

(a)濺射:用濺射的方法一層一層地在硅片上沉積薄膜，然后通過照相平版技術形成UBM圖樣，然后刻蝕掉不是圖樣的部分。

(b)蒸鍍:利用掩模，通過蒸鍍的方法在硅片上一層一層地沉積。這種選擇性的沉積用的掩?？捎糜趯耐裹c的形成之中.

(c)化學鍍:采用化學鍍的方法在AI焊盤上選擇性地鍍Ni。常常用鋅酸鹽工藝對AI表面進行處理。無需真空及圖樣刻蝕設備，低成本,

下圖是半導體芯片進行凸點金屬化(UBM)的流程:電驅(qū)動Benchrnarker

由于鋁焊盤表面有一層氧化物，鍍層金屬無法粘附在氧化的表面上，因此要對鋁表面進行適當?shù)奶幚硪郧宄趸飳?/p>

般的方法是在鋁焊盤上采用鋅酸鹽處理(zincation)，該技術是在鋁的表面沉積一層鋅，防止鋁發(fā)生氧化，鍍鋅工藝的一個缺點是鋁也會被鍍液腐蝕掉，因此需要采用二次鍍鋅工藝，在進行鍍鋅工藝中，有0.3-0.4mm厚的鋁將被腐蝕掉。在鍍鋅過程中，鋅沉積在鋁表面，而同時鋁及氧化鋁層則被腐蝕掉。鋅保護鋁不再發(fā)生氧化，鋅層的厚度很薄

在進行鍍鋅工藝后，進一步采用化學鍍鎳用作UBM的沉積，金屬鎳起到連接/擴散阻擋的作用。鎳的擴散率非常小，與焊料也幾乎不發(fā)生反應，它僅與錫有緩慢的反應，因此非常適合/作為共晶焊料的UBM金屬?；瘜W鍍鎳既可以用于UBM金屬的沉積，也可以用來形成凸點。在部分倒裝凸點的表面會進一步鍍金，由于金導電性能好，且不易氧化，可增加倒裝連接的可靠性。

二、 回流形成凸點

焊料凸點方法有蒸鍍焊料凸點、電鍍焊料凸點、印刷焊料凸點、釘頭焊料凸點、放球凸點、焊料轉(zhuǎn)移凸點等不同工藝，其中電鍍焊料及印刷焊料工藝使用較廣泛。

在半導體表面凸點金屬化后，通過回流爐將金屬化部分形成倒裝球

回流形成凸點的大致過程如下圖所示

電驅(qū)動Benchrnarker

其中電鍍焊料凸點的具體形成過程如下圖：

凸點常用的材料是Pb/Sn合金，因為其回流焊特性好，適合工業(yè)化生產(chǎn)

除了常見的Pb/Sn合金，凸點也有Au/Ni合金等凸點材料，為了保證可靠的互連，UBM必須與用于凸點的焊料合金相容。適合高鉛的UBM不一定適合高錫焊料。例如Cu潤濕層合適于含錫3-5%的高鉛焊料，但是不適合于高錫焊料，因為Cu與Sn反應訊速而生成Sn-Cu金屬間化合物。如果Cu被消耗完畢焊料將與焊區(qū)不潤濕。

下圖是不同的凸點材質(zhì)件的倒裝連接

電驅(qū)動Benchrnarker

芯片表面形成的凸點在掃描電鏡下觀察到的外觀如下圖所示：

下圖中的左圖是回流（高溫）前的凸點狀態(tài)，右圖是經(jīng)高溫后的凸點狀態(tài)，經(jīng)高溫后凸點融化成球形。

三、倒裝芯片封裝清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。

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