當Bump（凸點）與Bump之間的間距小于150個微米時，使用錫球連接晶片與基板的工藝方式明顯遇到瓶頸，這時，具有優(yōu)秀散熱能力的銅柱工藝在眾多可行性中脫穎而出，不僅擁有卓越的電遷移性能，更高的I/O密度，而且相比金，在成本上有不可比擬的優(yōu)勢。

　　圖1是典型的銅柱結構示意圖。如圖所示，最底部灰色的硅基板上是鋁焊盤，周圍綠色的是高分子鈍化層，起到絕緣的作用。藍色是由銅和鈦組撐的合金，銅柱最頂層是錫銀合金的錫帽。由于銅柱工藝是依靠沉積形成，所以這些凸塊可以有各種形狀，大小的差異，銅柱的高度大于直徑也是可行的，工藝上的可調整性表現非常優(yōu)秀。同引線鍵合封裝相比，銅柱凸塊技術提高了芯片到基板的散熱性，更短的信號傳輸路徑會使信號較少失真。尤其是高產量時，銅柱凸塊工藝要比引線鍵合工藝更具經濟性。因此，綜合多種因素考慮，銅柱凸塊技術在逐步成為倒裝芯片最主要的連接方式。

　　圖1：SEM下銅柱影像

　　倒裝芯片使用的助焊劑大部分都用到水溶性助焊劑，一般客戶首選的清洗方案是去離子水。由于水本身的物理性質，這種清洗方式雖然省時省力，卻在小于50微米或bump間距緊密的產品上顯露出很大的局限性。在小間隙條件下，去離子水只洗掉了最外層表面的助焊劑殘留。無法充分進入芯片底部，也無法提供持續(xù)的機械力來清洗小間隙下半封閉結構中的助焊劑殘留。

　　ZESTRON也曾對銅柱倒裝芯片的清洗開展過對比研究，希望發(fā)現分別應用去離子水和專門設計的清洗劑進行清潔有何不同。實驗完成后，ZESTRON采用包括IC離子色譜，SEM/EDS掃描電鏡元素分析，FTIR傅里葉紅外變換光譜分析的多種分析手段獲得精確的對比數據，隨即又采用TC高低溫循環(huán)測試，HTSL高溫工作環(huán)境壽命測試，以及MSL濕敏氣密性測試開展了可靠性驗證。實驗表明：清洗劑在低濃度（5%）下完全能夠去除無鉛水溶性助焊劑殘留物，相比去離子水配合較慢的鏈速（2.0fpm），即便使用更快的鏈速（3.0fpm）也能達到更優(yōu)秀的清洗結果。如圖2所示。

　　圖2：3.0fpm鏈速下SEM分別應用 DI水（左）和清洗劑（右）的分析結果

　　銅柱工藝是TSV硅穿孔技術的基礎工藝。隨著芯片制造技術的發(fā)展，芯片密度越來越高，芯片之間的間距不斷減小，芯片互聯的可靠性要求也更嚴苛。ZESTRON專門研發(fā)用于去除各種封裝類產品的水溶性助焊劑，如倒裝芯片，包括2.5D/3D TSV堆疊、BGA和SiP等，同時能為底部填充、引線鍵合和注塑成型等后道工藝提供絕佳的表面條件。特別是應對TSV封裝面臨的封裝密度和底部間隙上的挑戰(zhàn)。

更多精彩內容歡迎點擊==>>電子技術應用-AET<<