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晶圆微凸点技术优缺点、应用发展趋势与晶圆微凸点技术芯片清洗介绍

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一、晶圆微凸点技术介绍

晶圆微凸点技术是一种在集成电路封装过程中用于实现芯片间互连的微型连接点。这些微凸点通常由金属材料制成,如锡、银、铜等,它们被精确地放置在芯片的焊盘上,以提供电气和机械连接。晶圆微凸点技术在现代电子产品中扮演着至关重要的角色,尤其是在高密度封装和三维集成领域。

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晶圆微凸点的制作过程通常包括以下几个步骤:

  1. 凸点下金属层的沉积:首先,在晶圆上沉积一层或多层金属,如钛和铜,作为凸点的基础。

  2. 光阻层的涂覆和图案化:接着,通过旋涂、喷涂或印刷的方式在金属层上形成光阻层。然后,利用曝光和显影的工艺形成开口,暴露出需要形成凸点的金属区域。

  3. 电镀:在暴露的金属区域上进行电镀,沉积较厚的铜层或其他金属,形成凸点。

  4. 刻蚀:使用湿法刻蚀或干法刻蚀技术去除不需要的金属,留下预定形状和大小的凸点。

  5. 阻挡层和焊料合金的沉积:在凸点上沉积阻挡层,以防止后续的焊料合金与底层金属反应。然后,在阻挡层上沉积焊料合金,通常是锡银合金或锡银铜合金。

  6. 微凸点的最终形成:经过高温回流后,焊料合金熔化形成光滑的微凸点。

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晶圆微凸点技术的关键参数包括凸点的尺寸、形状、间距以及高度一致性等。这些参数对封装的电气性能、机械强度和可靠性都有重要影响。此外,随着集成电路技术的发展,对晶圆微凸点技术的要求也在不断提高,例如,需要更小的凸点尺寸、更高的密度和更好的热稳定性等。

在实际应用中,晶圆微凸点技术可以用于各种封装类型,如倒装芯片封装、三维集成电路封装等。它不仅能够提高封装的集成度,还能增强产品的性能和可靠性,因此在电子行业中具有广泛的应用前景。

二、晶圆微凸点技术的优点

1. 高度集成: 晶圆微凸点技术由于其微小的尺寸,能够在晶圆上形成高密度的凸点,从而实现更高程度的集成度。这对于提高集成电路的性能和容量有着显著的效果。

2. 高频性能: 基于金凸点的热超声键合技术,因其凸点尺寸小,具有优良的高频性能,成为主流技术之一。

3. 精确控制: 晶圆微凸点技术允许精确控制凸点的高度、形状和位置,这有助于提高凸点的质量和可靠性。

4. 适应性强: 柔性凸点技术是解决当前晶圆级封装柔性适应性的关键技术之一,它能够适应不同类型的封装需求。

三、晶圆微凸点技术的缺点

1. 制造成本高: 尽管晶圆微凸点技术具有许多优势,但其制造过程较为复杂,需要精密的设备和工艺控制,因此制造成本相对较高。

2. 技术难度大: 晶圆微凸点技术的研发和应用需要高水平的技术和专业知识,这对于许多企业来说是一个巨大的挑战。

3. 可靠性问题: 虽然凸点高度是影响倒装芯片热循环可靠性最重要的关键因素,但过度追求高密度可能会导致可靠性问题。

4. 适应范围有限: 由于微晶石的表面是玻璃质的东西居多,容易磨花,所以在人流大的场合不适合铺地面。同样的,晶圆微凸点技术可能在某些应用场景下受限,因为它们可能不够耐用或无法承受重型负载。

综上所述,晶圆微凸点技术在提高集成电路的性能和集成度方面具有显著优势,但也面临着高昂的制造成本、复杂的技术难度以及可能的可靠性问题等挑战。

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四、晶圆微凸点技术应用发展趋势

1. 晶圆微凸点技术的重要性

晶圆微凸点技术是集成电路封装技术中的关键环节,它直接影响到集成电路的性能和可靠性。随着半导体技术的迅速发展,工艺制程的节点逐步接近原子尺寸级别,先进封装逐渐成为延续摩尔定律的主要方式。封装技术的发展趋势是向着小型化、轻质量、更多I/O数、高性能、高速度、高频率、高集成化的方向发展。

2. 微凸点技术的应用现状

目前,微凸点技术已经在集成电路封装领域得到广泛应用。不同的微凸点制备方法各有优缺点,例如蒸发沉积法、丝网印刷法、植球法、电镀法、喷射法和化镀法等。其中,电镀法因其易于批量生产、一致性好且可以制备绝大部分凸点的特点,被广泛应用于集成电路的封装领域。

3. 微凸点技术的发展趋势

未来,微凸点技术将继续向着微型化、小节距、无铅化和高可靠性的方向发展。随着异构集成模块功能和特征尺寸的不断增加,三维集成技术应运而生,凸点之间的互连是实现芯片三维叠层的关键。此外,倒装(FC)焊接技术逐渐取代传统的引线键合技术,以减小封装体积,提升封装密度,缩短互连长度,从而减小寄生电容,提升传输速度。

4. 晶圆微凸点检测技术的进步

晶圆微凸点的检测技术也是影响其应用发展趋势的重要因素。随着工业机器视觉、智能制造、大数据医疗、云计算、人工智能产业的蓬勃发展趋势,3D白光干涉成像技术等高精度检测技术的发展,为半导体等高精密制造业赋能。这些技术的应用提高了凸点检测的精度和效率,保证了封装质量和可靠性。

综上所述,晶圆微凸点技术的应用和发展趋势显示出其在集成电路封装领域的重要地位和广阔前景。随着技术的不断创新和检测技术的进步,微凸点技术将继续推动集成电路封装技术的发展,满足日益增长的电子设备性能需求。

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五、晶圆微凸点技术-芯片清洗剂选择:

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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