芯片的3D封裝技術(shù)

1、芯片的3D封裝技術(shù)摘摘 要要 動因 倒裝焊 UV激光鉆孔 ICP導(dǎo)通孔刻蝕 結(jié)論 AlGaN/GaN HEMTs and MMICs 功率放大器方面的發(fā)展 實現(xiàn)晶片導(dǎo)通孔以使低電感接地成為可能動動 因因倒 裝 焊 倒裝焊是一種不使用焊線和引線的集成電路互聯(lián)和封裝的方法 倒裝的優(yōu)點 更高速的互聯(lián) 低功率消耗 小針腳占用少的面板面積 輕重量封裝 實現(xiàn)倒裝的要求 需要隆起焊盤支起凹處的I/O盤以實現(xiàn)電互聯(lián)及模具與襯底的連接倒 裝 焊Sn-Pb共晶焊焊盤形成過程PbSn焊料塊的SEM圖 電鍍后的PbSn焊料塊(UBM:Ti:W/Cu) 回流焊后的PbSn焊料塊(間距：50um,直徑25um) 典型回流

2、焊溫度：250M-9A倒裝焊機焊接精確度： 0.5 um低壓力（至9kg）溫度：至 400空氣軸承組件精確平面度控制上下操作臺的N2凈化閉路溫度力反饋動力化的平板光學系統(tǒng)隙縫光學系統(tǒng)明場暗場照明M-9A倒裝焊機簡介上樣品臺： 基座和芯片下樣品臺：焊料塊上樣品臺下樣品臺上升器Z向移動限制X向移動限制下操作臺概覽對齊-視頻信號樣品對齊前樣品經(jīng)操作桿對齊后In-Au 焊接程序時間時間目前過程改進過程1、程序開始：30sec2、樣品接觸并加熱：1min30sec2、樣品加壓：200g至400g3、樣品焊接：15min4、冷卻：7min30sec5、充氣 混合MEMS可調(diào)諧濾波器倒裝焊圖示焊料塊的噴墨沉

3、積系統(tǒng)Ag/Sn 焊料塊：焊料塊：96.5%Sn/3.5%Ag金屬線噴墨沉積系統(tǒng)互聯(lián)的噴墨沉積系統(tǒng)銅導(dǎo)電體打印焊料快沉覆介電層打印焊料互聯(lián)沉覆介電層器件制造噴墨系統(tǒng)PbSn合金性質(zhì) Pb提高抗腐蝕性 降低回流焊溫度 37:63Pb:Sn：183，純Sn:232 降低表面張力： 470 dyne/cm 37:63:Pb:Sn, 183 550 dyne/cm: 純Sn,232 缺點：毒性PbSn合金性質(zhì)共晶組分63Sn/37Pb熔點183電阻14.99 -cm延展性28-30%毒性高世界儲量210000M 磅費用$3.75/磅無Pb焊料塊發(fā)展 純Sn：熔點232 共晶Sn:Cu(0.8%)：熔點

4、227 共晶Sn:Ag(3.5%)：熔點221 Sn:Ag(3.5%):Cu(0.7%)：熔點218AgSn合金性質(zhì)共晶組分96.5Sn/3.5Ag熔點221電阻13.3 -cm延展性73%毒性低世界儲量530M 磅費用$8.04/磅AgSn合金性質(zhì) 控制Ag組分避免熔點劇烈升高 3.5% Ag = 221 C 10% Ag = 300 CCuSn合金性質(zhì)共晶組分99.3Sn/0.7Cu熔點227電阻11.67 -cm延展性30%毒性低世界儲量750.000 M 磅費用$2.42/磅CuSn合金性質(zhì) 控制Cu組分避免熔點劇烈升高 0.7% Ag = 227 C 5% Ag = 375 C焊料分

5、解速率 250 215金金 167 67銅銅5.33.2鈀鈀2.80.7鎳鎳0.295%已刻蝕的通孔：停止于Au SiC刻蝕：750W/100W/12mTorr GaN刻蝕：350W/25W/3mTorr Cl2/BCl3GaN刻蝕速率：190nm/min對Ni或Au選擇比：5:1 停止點由無GaN殘留時從光學上確定刻蝕進階Ni刻蝕停止層的去除濕法腐蝕：H2SO4 /H2O2 /H2O (3:1:4)成品率數(shù)據(jù) 采用優(yōu)化條件，通過16輪實驗測定成品率 750W/100W, 5 min Ar 預(yù)處理 750W/100W SF6 /O2 /Ar 50:10:50 sccm 刻蝕 成品率 約100% 最初5片完整2英寸光學估測成品率90%結(jié) 論 刻蝕速率提高到500nm/min, 同時溝道效應(yīng)可