二十世紀(jì)60年代，IBM發(fā)明了芯片倒裝焊技術(shù)，即可控塌陷芯片連接（C4: Controlled Collapse Chip Connection，1970）技術(shù)，以取代當(dāng)時(shí)昂貴、可靠性差并且生產(chǎn)率低下的手工操作的引線鍵合技術(shù)，源于其固體邏輯技術(shù)（Solid Logic Technology, SLT）器件的陶瓷封裝（1962）。從此催生出晶圓上制作凸點(diǎn)的工藝，即Bumping工藝。而Bumping工藝通常和Flip Chip 工藝緊密聯(lián)系在一起，為Flip Chip工藝的前道基礎(chǔ)工藝。

Bumping工藝，又稱凸點(diǎn)工藝，采用的是晶圓級(jí)封裝，故又稱Wafer Bumping工藝（圓片級(jí)凸點(diǎn)工藝），

是WLP（晶圓級(jí)封裝工藝）過程的關(guān)鍵工序。具體是指在晶圓的I/O端口的Pad上形成焊料凸點(diǎn)的過程。

Bumping 制程流程

工藝流程介紹

Sputter是真空鍍膜的一種方式。它的工作原理是在高真空的狀態(tài)中沖入氮?dú)?，在?qiáng)電場的作用下使氣體輝光放電，產(chǎn)生氮正離子并加速形成高能量的離子流轟擊在靶材表面，使靶原子脫離表面濺射(沉積)到硅片表面形成薄膜。它具有以下的優(yōu)點(diǎn):1、不用蒸發(fā)源加熱器，避免了加熱材料的污染2、能在大面積上淀積厚度均勻的薄膜，臺(tái)階覆蓋性能好;3、淀積層與硅片襯底附著力強(qiáng)。

封裝工藝精進(jìn)

Sputter 前的wafer 需要先清洗然后再濺射，如下是工作原理介紹

Pre-Clean

目的：去除Wafer表面有機(jī)物污染和顆粒；

Pre-Clean用丙酮、異丙醇、水等三種溶劑:

丙酮是有機(jī)溶劑，能夠溶解Wafer表面有機(jī)物，異丙醇能夠溶解丙酮，同時(shí)又能以任何比例溶解在水中，最后通過純水QDR，達(dá)到清洗Wafer，去除Wafer表面有機(jī)物污染和顆粒的目的。

使用超聲波+有機(jī)溶劑清洗:

 超聲清洗有時(shí)也被稱作“無刷擦洗”，特點(diǎn)是速度快、質(zhì)量高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。它特別適用于清洗表面形狀復(fù)雜的工件，如對于精密工件上的空穴、狹縫、凹槽、微孔及暗洞等處。通常的洗刷方法難以奏效，利用超聲清洗則可取得理想效果。對聲反射強(qiáng)的材料，如金屬、玻璃、塑料等，其清洗效果較好；對聲吸收較大的材料，如橡膠、布料等，清洗效果則較差些。 

 采用超聲波清洗時(shí)，一般應(yīng)用化學(xué)清洗劑和水基清洗劑作為介質(zhì)。清洗介質(zhì)本身利用的是化學(xué)去污作用，可以加速超聲波清洗效果。

濺射原理

Sputter原理

 在充入少量Ar的Stepper腔內(nèi)。靶材是陰極，Wafer是陽極。當(dāng)極間電壓很小時(shí)，只有少量離子和電子存在；電流密度在10’A／era數(shù)量極，當(dāng)陰極(靶材)和陽極間電壓增加時(shí)，帶電粒子在電場的作用下加速運(yùn)動(dòng)，能量增加，與電極或中性氣體原子相碰撞，產(chǎn)生更多的帶電粒子；直至電流達(dá)到10A／era數(shù)量極，當(dāng)電壓再增加時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)，即“雪崩”現(xiàn)象。此時(shí)離子轟擊陰極，擊出陰極原子和二次電子，二次電子與中性原子碰撞，產(chǎn)生更多離子，此離子再轟擊陰極，又產(chǎn)生二次電子，如此反復(fù)。當(dāng)電流密度達(dá)到0．01A／era數(shù)量級(jí)左右時(shí)，電流將隨電壓的增加而增加，形成高密度等離子體的異常輝光放電，高能量的離子轟擊陰極(靶材)產(chǎn)生濺射現(xiàn)象。濺射出來的高能量靶材粒子沉積到陽極(Wafer)上，從而達(dá)到濺射的目的。

 在磁場的作用下，電子在向陽極運(yùn)動(dòng)的過程中，作螺旋運(yùn)動(dòng)，束縛和延長了電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高了電子對工藝氣體的電離幾率，有效地利用了電子的能量，因而在形成高密度等離子體的異常輝光放電中，正離子對靶材轟擊所引起的靶材濺射更加有效。同時(shí)受正交電磁場的束縛，電子只有在其能量消耗盡時(shí)才能落在玻璃上，從而使磁控濺射具有高速、低溫的優(yōu)點(diǎn)。

Sputter與BUMP的關(guān)系：

Bumping工藝是一種先進(jìn)的封裝工藝，而Sputter是Bumping工藝的第一道工序，其重要程度可想而知。Sputter的膜厚直接影響B(tài)umping的質(zhì)量，所以必須控制好Sputter的膜厚及均勻性是非常關(guān)鍵。

UBM層厚度與元件功能的原理：

1、功率：功率越大膜層（UBM層）越厚

2、時(shí)間：時(shí)間越長膜層越厚

可以通過調(diào)節(jié)這兩個(gè)因素來控制膜厚（UBM層厚度），使濺射出的膜層厚度達(dá)到客戶要求。

UBM2種結(jié)構(gòu)和流程

光刻工藝

光刻工藝原理和流程：

 通過光刻將光刻版上的圖形印刷到Wafer上，首先要在Wafer上涂上一層感光膠，在需要開口的地方進(jìn)行高強(qiáng)光線曝光（紫外線），讓光線通過，然后在經(jīng)過顯影，將開口處的膠去掉，這樣就可以得到我們所需要的CD開口。

所謂的CD（criditle-dimensions）也即光刻的開口。

光刻工序中的曝光和顯影它有著照相的工藝原理

曝光方式有三種

接觸式曝光:解晰度好.但掩膜版易被污染(Karl Suss光刻機(jī))

接近式曝光:解晰度降低,但掩膜版不易被污染 (Karl Suss光刻機(jī))投影式曝光:解晰度好,并且掩膜版不易被污染 (Stepper光刻機(jī))在Bumping生產(chǎn)中,一般采用接近式曝光和投影式曝光兩種方式.

芯片封裝清洗：

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(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)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(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)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(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)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(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)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(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)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(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。