扇出型封裝(Fan-out Packaging)
在半導(dǎo)體持續(xù)追求更高集成度與性能的趨勢下,先進(jìn)封裝已成為延續(xù)摩爾定律的關(guān)鍵路徑。
*扇出型封裝,圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪
其中,扇出型封裝(Fan-Out Packaging, FOP)以其I/O密度高、封裝厚度薄、電氣性能優(yōu)良及成本可控等優(yōu)勢,在智能手機(jī)、高性能計算 (HPC) 、人工智能 (AI) 及 5G 通信等核心領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用,成為高端芯片封裝的主流選擇之一。
UBM工藝:扇出型封裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
在扇出型封裝的關(guān)鍵工藝流程中,植球工藝(Solder Ball Placement)是確保芯片與外部電路實現(xiàn)可靠電氣與機(jī)械連接的核心步驟。
*扇出型晶圓級封裝,圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪
而植球工藝的成功率與長期可靠性,極大程度上依賴于凸點下金屬化層(UBM)的質(zhì)量。UBM層作為焊球與芯片焊盤之間的關(guān)鍵界面,其表面潤濕性(Wettability)直接決定了熔融焊料能否均勻、牢固地鋪展,并形成良好的冶金結(jié)合。
*顯微鏡下的焊球,圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪
如果UBM表面潤濕性能差,表面能低,容易導(dǎo)致焊料鋪展不均勻,進(jìn)而造成植球不良:如虛焊、焊球偏移、橋連,甚至后續(xù)使用中的早期失效,對最終封裝產(chǎn)品的良率和可靠性構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
PLASMA等離子表面處理提升焊接、鍵合、封裝質(zhì)量
等離子表面處理技術(shù)利用高活性粒子與物體表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或物理轟擊,有效打破其惰性C-H鍵等弱化學(xué)鍵,在其表面引入含氧官能團(tuán)(如-OH, -COOH),提升表面能,為焊料鋪展創(chuàng)造理想基底。
等離子表面處理技術(shù)具有處理溫度低、可控性強(qiáng)、兼容性高、處理均勻等優(yōu)勢,能夠在不損傷材料結(jié)構(gòu)的前提下,改善表面潤濕性,在先進(jìn)封裝領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
PLASMA等離子表面處理的作用:
顯著提升植球良率:優(yōu)化表面潤濕性確保焊球精準(zhǔn)定位、均勻熔化、良好鋪展,降低植球缺陷;
增強(qiáng)焊點可靠性:形成更牢固、更均勻的金屬間化合物(IMC)層,提升焊點長期可靠性;
保障工藝穩(wěn)定性:提供穩(wěn)定、一致的表面處理效果,降低因表面狀態(tài)波動帶來的工藝風(fēng)險。