倒裝芯片凸點工藝

芯片凸點是FC互連中的關(guān)鍵組成部分之一，具有在芯片與基板間形成電連接、形成芯片與基板間的結(jié)構(gòu)連接以及為芯片提供散熱途徑三個主要功能。

其中，粘接層能夠增強凸點和芯片金屬化層、芯片鈍化層之間的粘接力，提供牢固的鍵合界面，典型的粘接層材料有Cr、Ti、Ni、W、TiW和鋅酸鹽等。

阻擋層的作用是防止金屬、污染離子向芯片金屬層和粘接層擴散，阻擋層材料常采用Cr、W、Ti、TiW、Ni或Cr-Cu。阻擋層上面是潤濕層，可以為其上的凸點提供潤濕對象，與凸點發(fā)生反應(yīng)生成IMC并形成鍵合，典型的潤濕層金屬有Cu、Ni、Pd和Pt。UBM的最外層是可選擇使用的抗氧化層，目的是防止?jié)櫇駥拥难趸?，主要材料為很薄的Au層。

UBM的制作主要由物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD）工藝完成，PVD可分為蒸鍍（Evaporation）和濺射（Sputtering）兩種，前者利用高溫將金屬熔融蒸發(fā)后鍍覆于晶圓上，后者利用高速粒子沖擊靶材激發(fā)出的靶材表面原子或分子落在晶圓上，兩種工藝均需在真空條件下完成。考慮到蒸鍍成本較高，目前UBM多數(shù)由濺射工藝制作。

C2凸點的回流焊鍵合工藝過程與C4相同，涂敷助焊劑后，將FC對齊至底部芯片或基板，隨后通過回流焊進行鍵合，C2回流焊凸點的間距可以小至25μm。

近年來，具有C2凸點的芯片向硅、陶瓷或有機封裝基板的熱壓鍵合成為研究熱點。C2凸點熱壓鍵合過程如下：在焊料蓋、基板或兩者表面都涂覆助焊劑，隨后將FC拾取并對準放置在基板上，施加溫度熔化焊料的同時，施加較小的壓力將芯片固定在離底部芯片或基板一定距離的位置。

與回流焊相比，C2凸點的熱壓鍵合只能進行單個芯片的封裝，因此封裝效率較低，但是這種封裝方法可以使芯片上的Cu柱間距小至8μm。

不帶焊帽的Cu柱還可以采用Cu對Cu直接鍵合的方法進行鍵合，Cu-Cu擴散鍵合可以滿足超細節(jié)距和超小焊盤尺寸的要求，焊盤間距小至5μm。為了減少氧化物生成對鍵合質(zhì)量和可靠性的影響，Cu-Cu鍵合通常使用熱壓鍵合的方法在高溫（約400°C）、高壓和長時間（60min～120min）下進行，這對封裝的效率和可靠性都非常不利。

Cu-Cu鍵合也可以在室溫下進行，但室溫鍵合在提高封裝效率、降低成本的同時，也必須滿足焊盤/布線/晶圓的平面化、保證鍵合表面平整及非常高的潔凈室等級等要求，才能獲得高質(zhì)量鍵合。Cu-Cu鍵合目前主要用于晶圓對晶圓（Wafer to Wafer，W2W）組裝，還沒有大規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用。

4、FC芯片封裝清洗的污染物與清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)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(xué)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(dǎo)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(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)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(dǎo)，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(dǎo)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。

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