在人工智能、5G、自動(dòng)駕駛等發(fā)展趨勢(shì)下,市場(chǎng)和消費(fèi)者對(duì)于芯片性能也提出了更高的要求,為了滿足新興應(yīng)用對(duì)高性能芯片的需求,先進(jìn)封裝應(yīng)運(yùn)而生。
先進(jìn)封裝主要是指倒裝(FlipChip),凸塊(Bumping),晶圓級(jí)封裝(Wafer level package),2.5D封裝(interposer,RDL等),3D封裝(TSV)等技術(shù)。與傳統(tǒng)封裝相比,先進(jìn)封裝具有更高的集成度、更小的尺寸以及更低的功耗等,滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品對(duì)小型化需求的同時(shí)還能夠在一定程度上降低制造成本并提高生產(chǎn)效率。
等離子在半導(dǎo)體先進(jìn)封裝中起到的作用
等離子作為一種高效、環(huán)保的表面處理技術(shù),在半導(dǎo)體先進(jìn)封裝領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。通過(guò)等離子處理可以改善和解決半導(dǎo)體先進(jìn)封裝中的諸多問(wèn)題,包括改善凸塊(Bumping)工藝質(zhì)量、消除倒裝芯片((Flip-Chip)底部填充空隙以及減少封裝分層等。
等離子在半導(dǎo)體先進(jìn)封裝領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例
凸塊(Bumping)工藝
凸塊(Bumping)工藝廣泛用于FC、WLP、CSP、3D等先進(jìn)封裝技術(shù)中,倒裝(Flip-Chip)時(shí),在芯片上形成凸點(diǎn),利用加熱熔融的焊球?qū)崿F(xiàn)芯片與基板焊盤(pán)結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)芯片與基板或其他封裝材料之間的電氣和機(jī)械連接。
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為了實(shí)現(xiàn)更好的焊接效果,在凸塊與焊盤(pán)連接前可以使用等離子進(jìn)行表面活化,有效提高凸塊與焊盤(pán)之間焊接牢固性,從而提高芯片的可靠性。
WaferLevel Package(晶圓級(jí)封裝)工藝
RDL(重布線層)作為WaferLevel Package晶圓級(jí)封裝工藝的關(guān)鍵技術(shù),用于重新分布芯片上的I/O 連接,形成表面陣列布局,以滿足更復(fù)雜的連接需求。在此過(guò)程中,等離子表面處理技術(shù)可以改善晶圓及封裝材料的表面特性,增加表面能,使得金屬層和介質(zhì)層在沉積時(shí)能夠更好地附著在晶圓表面,有助于形成穩(wěn)定的金屬布線圖形。
鈍化層涂布前:通過(guò)等離子處理實(shí)現(xiàn)晶圓表面改性,從而提高鈍化層(PI/BCB)與晶圓的附著力。
顯影后:使用等離子對(duì)鈍化層表面進(jìn)行活化改性,以提高UBM種子層與鈍化層的附著力。
電鍍前:通過(guò)等離子對(duì)光刻膠顯影后的膠層進(jìn)行表面刻蝕,從而提高電鍍層的沉積質(zhì)量。
電鍍后:如果光刻膠殘留會(huì)影響層間的絕緣性能或?qū)е逻B接不良,需要通過(guò)等離子去除殘余光刻膠,有助于提升RDL(重布線層)技術(shù)的質(zhì)量。
Underfill點(diǎn)膠工藝前
在Flip Chip (FC)倒裝工藝中,實(shí)現(xiàn)芯片與基板的連接后,為了提高其穩(wěn)定性,通常會(huì)在芯片與基板之間采用填充膠加固。在Underfill點(diǎn)膠過(guò)程中,如果表面的粘附性不足,會(huì)導(dǎo)致膠水無(wú)法充分潤(rùn)濕芯片和基板之間的間隙,容易產(chǎn)生氣泡和空洞,影響封裝質(zhì)量。
因此,在Underfill點(diǎn)膠前,使用等離子處理可以顯著提高芯片和基板表面潤(rùn)濕性,從而增強(qiáng)密封性。
Molding工藝前
Molding工藝用于確保芯片等元器件得到有效的封裝和保護(hù)。在Molding工藝前,通過(guò)等離子處理,可以對(duì)芯片和封裝載板表面進(jìn)行清洗活化,提高表現(xiàn)附著力,去除表面有機(jī)污染物,從而提高封裝的精度和可靠性,減少空洞和剝離現(xiàn)象的發(fā)生,防止分層。
晟鼎精密半導(dǎo)體先進(jìn)封裝領(lǐng)域應(yīng)用設(shè)備
微波等離子清洗機(jī)SPV-100MWR
SPV-100MWR采用自主研發(fā)微波等離子發(fā)生器,等離子體高效均勻,在半導(dǎo)體先進(jìn)封裝領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì):
產(chǎn)品放置治具靈活多變,可適應(yīng)不規(guī)則的產(chǎn)品
無(wú)電極微波設(shè)計(jì),可滿足軟性產(chǎn)品處理需求
低溫等離子體,避免對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生熱損傷
電中性等離子體,對(duì)產(chǎn)物無(wú)電破壞
片式真空等離子清洗機(jī)
針對(duì)半導(dǎo)體現(xiàn)金封裝領(lǐng)域中的RDL工藝、Molding工藝、Flip Chip (FC)倒裝工藝等,能夠大幅提高其表面潤(rùn)濕性,保證后續(xù)工藝質(zhì)量,從而提高封裝的可靠性和穩(wěn)定性。
設(shè)備優(yōu)勢(shì):
一體式電極板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),等離子體密度高,均勻性好,處理效果佳
雙工位處理平臺(tái),四軌道同時(shí)上料,有效提升產(chǎn)能
可兼容多種彈匣尺寸,可自動(dòng)調(diào)節(jié)寬度,提升效率并具備彈匣有無(wú)或裝滿報(bào)警提示功能
工控系統(tǒng)控制,一鍵式操作,自動(dòng)化程度高
PLASMA等離子去膠機(jī)ST-3100
適用于Ashing(灰化)、聚合物去除、抗反射圖形膜層干法清除、離子注入后光阻去除、射頻濾波器BAW/SAW工藝中的光阻去除、硬掩膜層干法清除、刻蝕后表面清潔、DESCUM、表面殘留物清除等工藝。
設(shè)備優(yōu)勢(shì):
采用遠(yuǎn)程等離子體,晶圓離子損傷低
兼容主流4-8寸晶圓
全自動(dòng)程度高,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)晶圓上下料、清洗流程
等離子密度高,去膠效果好