晶圓級封裝Bump制造工藝中的關鍵指標

在晶圓級封裝（WLP）工藝里，Bump制造極為關鍵，就濾波器晶圓級封裝中Bump制造而言，這里主要討論通過鋼網(wǎng)印刷工藝在UBM（UnderBumpMetal）上印刷錫膏，再經(jīng)回流焊成球的工藝中的關鍵點。其中Bump的高度和共面度（同一顆芯片上Bump高度最大值與最小值的差，差值越低越好）是最為關鍵的指標 。這是由于帶有Bump的濾波器以倒裝芯片工藝用在前端射頻模組里，有Bump尺寸?。ǜ叨仍?0 - 100μm之間）、間距小且對Bump高度一致性要求高（共面度在10μm以內）的特點，所以上述兩個指標非常重要。

鋼網(wǎng)工藝與設計相關的關鍵要點

該工藝需要使用鋼網(wǎng)印刷來讓錫膏材料通過特定圖案孔沉積到準確的位置。將錫膏放在鋼網(wǎng)上后，利用刮刀使其從鋼網(wǎng)開孔沉積到焊盤上。鋼網(wǎng)與晶圓間的距離（印刷間隙）、印刷角度、壓力、速度和膏體的流變特性都是確保錫膏印刷質量的關鍵參數(shù)。并且沉積在焊盤上的錫膏體積取決于鋼網(wǎng)的孔距、孔壁質量、焊盤的表面特性以及膏體流變性能。根據(jù)產(chǎn)品需求的不同，為了達到較好的印刷效果，業(yè)內常選用納米涂層鋼網(wǎng)和電鑄鋼網(wǎng)。

• 納米涂層鋼網(wǎng)：其制作工藝是在激光切割鋼網(wǎng)的基礎上，先清洗鋼網(wǎng)，隨后對鋼網(wǎng)內壁進行打磨拋光以降低粗糙度，最后涂抹納米涂層。這里的納米涂層可以大大增加接觸角，能讓鋼網(wǎng)材料的表面能降低，進而有利于錫膏脫模。不過與電鑄鋼網(wǎng)相比，納米涂層鋼網(wǎng)的印刷表現(xiàn)稍差一些，而且在批量生產(chǎn)一段時間后，涂層有脫落風險，但它的價格遠低于電鑄鋼網(wǎng)。

• 電鑄鋼網(wǎng)：制作時先在導電基板上用光刻技術制備模板，再在阻膠膜周圍進行直流電鑄，最后從光刻膠孔上剝離。這種鋼網(wǎng)的開孔內壁十分光滑，印刷脫模的表現(xiàn)最穩(wěn)定、最好，是超細間距應用的絕佳選擇，然而價格非常昂貴。總之，鋼網(wǎng)選擇需要綜合考慮客戶對產(chǎn)品特性和成本的考量。此外，從模板開孔面積比（開孔面積比 = 開口面積/孔壁面積）來看，據(jù)文獻記載為保證從鋼網(wǎng)印刷有較好的膏體釋放效率，該比值應大于0.66，不過隨著鋼網(wǎng)制作工藝提升，這個比值可適當降低。比如某些先進的鋼網(wǎng)制作工藝，因為內壁光滑度的提升或者設計更合理等因素，可以允許更低的開孔面積比，也能確保錫膏的良好釋放。

錫膏特性方面的關鍵要素

錫膏由焊粉和助焊劑混合而成，這其中焊粉和助焊劑的各項特性都會影響B(tài)ump制造。

• 焊粉特性：焊粉的形狀、顆粒大小、尺寸分布、氧化程度對錫膏印刷和回流性能有著關鍵作用。在細間距印刷用焊粉方面，賀利氏電子的Welcotechnology技術較有優(yōu)勢。該技術借助兩種不同介質表面張力存在差異的原理，利用工藝配方控制粉末尺寸范圍，在生產(chǎn)焊粉過程中無需使用傳統(tǒng)的網(wǎng)篩工序，從而避免了粉末顆粒因網(wǎng)篩產(chǎn)生的形變（表面積變大）。并且粉末在油介質中得以充分保護，減少了粉末表面被氧化的可能性。

• 助焊劑特性：助焊劑載體的流變性能和配方體系作用也不容忽視。當前市場上SAW/BAW濾波器應用中常見Bump高度為50 - 100μm，結合單個芯片layout（例如相鄰bump的最小間距）以及相鄰芯片的bump的最小間距等因素，6號粉和7號粉錫膏匹配度較好，6號粉依據(jù)IPC標準，有80%的焊粉粒徑分布在5 - 15μm區(qū)間。助焊劑體系影響著多個方面，比如為避免在一些SAW的IDT（叉指換能器，因其位置可能裸露）處，焊錫膏或助焊劑飛濺影響IDT的信號和聲波轉換，賀利氏開發(fā)的AP5112和AP520系列產(chǎn)品就在防止飛濺方面深入研究過。

印刷穩(wěn)定性及其相關因素

印刷穩(wěn)定性是影響bump高度一致性的關鍵因素。在印刷過程中要保證錫膏印刷量的穩(wěn)定均勻才能制造出高度均一的Bump。此外6寸鉭酸鋰晶圓（印刷測試以銅板代替鉭酸鋰晶圓）印刷測試所體現(xiàn)的參數(shù)，如Bump高度 = 72±8μm、共面度10μm等，都是對實際晶圓上Bump制造工藝效果的一種檢測參考。

先進芯片封裝清洗介紹

·         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，形成樹枝狀結構體，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、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、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。