芯片的3D封装技术

1、芯片的3D封装技术摘摘 要要 动因 倒装焊 UV激光钻孔 ICP导通孔刻蚀 结论 AlGaN/GaN HEMTs and MMICs 功率放大器方面的发展 实现晶片导通孔以使低电感接地成为可能动动 因因倒 装 焊 倒装焊是一种不使用焊线和引线的集成电路互联和封装的方法 倒装的优点 更高速的互联 低功率消耗 小针脚占用少的面板面积 轻重量封装 实现倒装的要求 需要隆起焊盘支起凹处的I/O盘以实现电互联及模具与衬底的连接倒 装 焊Sn-Pb共晶焊焊盘形成过程PbSn焊料块的SEM图 电镀后的PbSn焊料块(UBM:Ti:W/Cu) 回流焊后的PbSn焊料块(间距：50um,直径25um) 典型回流

2、焊温度：250M-9A倒装焊机焊接精确度： 0.5 um低压力（至9kg）温度：至 400空气轴承组件精确平面度控制上下操作台的N2净化闭路温度力反馈动力化的平板光学系统隙缝光学系统明场暗场照明M-9A倒装焊机简介上样品台： 基座和芯片下样品台：焊料块上样品台下样品台上升器Z向移动限制X向移动限制下操作台概览对齐-视频信号样品对齐前样品经操作杆对齐后In-Au 焊接程序时间时间目前过程改进过程1、程序开始：30sec2、样品接触并加热：1min30sec2、样品加压：200g至400g3、样品焊接：15min4、冷却：7min30sec5、充气 混合MEMS可调谐滤波器倒装焊图示焊料块的喷墨沉

3、积系统Ag/Sn 焊料块：焊料块：96.5%Sn/3.5%Ag金属线喷墨沉积系统互联的喷墨沉积系统铜导电体打印焊料快沉覆介电层打印焊料互联沉覆介电层器件制造喷墨系统PbSn合金性质 Pb提高抗腐蚀性 降低回流焊温度 37:63Pb:Sn：183，纯Sn:232 降低表面张力： 470 dyne/cm 37:63:Pb:Sn, 183 550 dyne/cm: 纯Sn,232 缺点：毒性PbSn合金性质共晶组分63Sn/37Pb熔点183电阻14.99 -cm延展性28-30%毒性高世界储量210000M 磅费用$3.75/磅无Pb焊料块发展 纯Sn：熔点232 共晶Sn:Cu(0.8%)：熔点

4、227 共晶Sn:Ag(3.5%)：熔点221 Sn:Ag(3.5%):Cu(0.7%)：熔点218AgSn合金性质共晶组分96.5Sn/3.5Ag熔点221电阻13.3 -cm延展性73%毒性低世界储量530M 磅费用$8.04/磅AgSn合金性质 控制Ag组分避免熔点剧烈升高 3.5% Ag = 221 C 10% Ag = 300 CCuSn合金性质共晶组分99.3Sn/0.7Cu熔点227电阻11.67 -cm延展性30%毒性低世界储量750.000 M 磅费用$2.42/磅CuSn合金性质 控制Cu组分避免熔点剧烈升高 0.7% Ag = 227 C 5% Ag = 375 C焊料分

5、解速率 250 215金金 167 67铜铜5.33.2钯钯2.80.7镍镍0.295%已刻蚀的通孔：停止于Au SiC刻蚀：750W/100W/12mTorr GaN刻蚀：350W/25W/3mTorr Cl2/BCl3GaN刻蚀速率：190nm/min对Ni或Au选择比：5:1 停止点由无GaN残留时从光学上确定刻蚀进阶Ni刻蚀停止层的去除湿法腐蚀：H2SO4 /H2O2 /H2O (3:1:4)成品率数据 采用优化条件，通过16轮实验测定成品率 750W/100W, 5 min Ar 预处理 750W/100W SF6 /O2 /Ar 50:10:50 sccm 刻蚀 成品率 约100% 最初5片完整2英寸光学估测成品率90%结 论 刻蚀速率提高到500nm/min, 同时沟道效应可