無(wú)鉛化挑戰(zhàn)組裝和封裝材料-資料下載頁(yè)
2024-12-07 20:53本頁(yè)面
【正文】 IC 來(lái)說(shuō)，電鍍是一項(xiàng)低成本技術(shù)，而成品率的損失使得鏤板印刷失去了可比性。 電鍍時(shí) UBM 要鍍上 Ti/W/Cu，它們被均勻?yàn)R射在整個(gè)晶圓表面上，其后進(jìn)行光刻，形成凸點(diǎn)焊點(diǎn)。鍍上的附加層銅，會(huì)被回流焊和金屬化合物熱應(yīng)力部分地消耗掉。焊料金屬是以電化學(xué)的形式 ——基于 甲基硫酸的方式 ——進(jìn)行淀積。電鍍加工時(shí)間的長(zhǎng)短取決于凸點(diǎn)的高度 ——與焊膏樓板印刷正好相反 ——即電鍍時(shí)間受限于較小凸點(diǎn)的高度。電鍍膜脫膜之后，以刻蝕方法去掉 Ti/W/Cu UBM。將晶圓上的淀積焊料回流，形成球形凸點(diǎn)，然后進(jìn)行清洗，去掉有機(jī)殘留物。 在 Fraunhofer IZM，人們完成了數(shù)種無(wú)鉛焊料的電鍍，并進(jìn)行了深入觀察 。 SnPb 焊膏的最佳替代是 SnAg（圖 3），因?yàn)樗心承┨厥馓匦?。銀的電極勢(shì)差較高，因而比起錫來(lái)更容易淀積。所以，需要對(duì)銀離子添加超強(qiáng)配位劑以抑制銀的過(guò)早淀積。 然而， SnPb的二元相圖表明，焊料成分的小的差異并不會(huì)給熔點(diǎn)造成多大影響。而對(duì)于 SnAg，影響卻十分明顯。含銀 %的共晶中增加一點(diǎn)點(diǎn)銀的話，熔點(diǎn)就會(huì)極大地升高。此外， Fraunhofer IZM的研究還表明，對(duì)含銀 4％時(shí)，大塊狀的 Ag3Sn 金屬化合物的生長(zhǎng)更快，給互連的可靠性帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。對(duì)于共晶 電鍍，電鍍池和合金成分的控 制，顯得及其重要。三元合金的電鍍加工更加困難，甚至不予考慮。另一方面，由于 UBM 的銅電鍍層會(huì)部分溶解于 SnAg，因此回流焊凸點(diǎn)總會(huì)包含 SnAgCu合金，而且會(huì)受到回流焊溫度的影響。 與 SnPb 相比，使用 SnAg 時(shí)銅電鍍基材的消耗更多。因此，提 供的電鍍銅必需有一定的厚度。如果再考慮到加工成本的話， SnPb電鍍 和 SnAg 電鍍沒(méi)有本質(zhì)的差別（見圖表）。 展望未來(lái) 鏤板印刷的實(shí)現(xiàn)和電鍍晶圓凸點(diǎn)的制備代表了先進(jìn)互連技術(shù)無(wú)鉛化的現(xiàn)狀，也表明了無(wú)鉛化技術(shù)是切實(shí)可行的。但是， 2022 年的最終期限正在日益臨近，無(wú)鉛材料的供應(yīng)仍然是個(gè)重大的問(wèn)題。
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