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陶氏電子材料助晶片業者克服3D封裝挑戰

上網時間: 2014年08月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:陶氏電子材料  3D封裝  電鍍藥水  凸塊均勻性  SOLDERON 

在3D封裝時代,電鍍應用領域的高性能無鉛替代解決方案正獲得越來越多的關注,在此同時,凸塊的幾何形狀也變得越來越精細,而且黏結材料必須能覆蓋到元件裝置表面的所有形貌;為了保持凸塊均勻性,陶氏電子材料(Dow Electronic Materials)新推出 SOLDERON 錫-銀電鍍藥水,號稱能在維持高電鍍速度的同時,達成良好的凸塊均勻性。

陶氏電子材料事業群先進封裝技術部門金屬化全球市場行銷經理董建偉表示,隨著晶片功能日益複雜化,I/O 的密度也隨之增大。這也就意味著需要更多的凸塊,其間距更為細密,而且直徑更小,所有這些都會使封裝流程變得更具挑戰性。無論是3D堆疊製程中將晶片與另一個晶片進行連接,還是在倒裝晶片封裝製程中將其與另一種基材相連接,保持凸塊的均勻性對於確保所有I/O的良好接觸至關重要。而這對於封裝良率是非常重要的。

透過特別的設計, SOLDERON BP TS 6000 錫-銀電鍍藥水在較高的電鍍速率下可以達成很好的均勻性。陶氏在開發一種新的電鍍技術時,一定會在設計矩陣裡同時考慮到良率和產出量方面的各種要求;以其TS 6000電鍍藥水為基礎,該公司篩選出在電鍍速度和凸塊厚度均勻性方面均表現優異的添加劑。在高速電鍍條件下篩選出主要的添加劑以及諸如抑制劑之類的二級添加劑。

儘管一種添加劑可能具備很好的均勻性,但是有可能會因為其他方面的原因導致其落選。選擇優勝者是一個反覆的過程,一個優勝者必須面面俱到。均勻性僅僅是高良率的一個方面;電鍍藥水還必須能夠實現高效能。此外,這種技術還應該能夠適應範圍很廣的各種應用領域。SOLDERON BP TS 6000 錫-銀電鍍藥水就具備這些特質,而且還不止如此。它還具備靈活性和多功能性,既可以實現高速電鍍,亦可以實現低速電鍍;同時亦可應對不同的凸塊尺寸。

由於凸塊形貌會受到光阻劑的強烈影響,SOLDERON BP TS 6000 錫-銀電鍍藥水可配合任何類型的光阻劑,從正型液體光阻到負型幹膜光阻均可。董建偉指出,TS 6000並不限於特定的光阻劑是其又一個優勢所在,而且也是其多功能性的一個例證。

凸塊的均勻性受制於電鍍製程。在光阻劑析出到電鍍液裡的時候,它會造成焊料本身性能的下降。憑藉其基礎電鍍液和添加劑系統, TS 6000能夠抑制光阻劑析出到電鍍液裡。因此,電鍍液的性能並不會受到客戶所選用的光阻劑類型的影響,而且有助於保持凸塊的均勻性。

對於諸如製程溫度、電流密度以及晶圓設計等之類的各種參數而言, 與目前市場上的其他電鍍藥水相比,SOLDERON BP TS 6000 錫-銀電鍍藥水具備非常寬泛的工作窗口。這都歸功於該產品的靈活特性。

SOLDERON BP TS 6000 錫-銀電鍍藥水的多功能性使其適用於從孔內電鍍到蘑菇狀凸塊,從C4到銅柱封蓋,以及從邏輯裝置到記憶裝置等諸多用途。在同樣的堆疊封裝內,TS 6000可以在封裝件的不同部分執行不同的功能。而這都是採用同一電鍍液濃度和組分構成所實現的,只需要更改製程參數即可取得所需要的電鍍效果。

SOLDERON BP TS 6000 錫-銀電鍍藥水以兩種方式來減低3D封裝的持有成本(CoO)。第一種方式是上述的多功能性。第二種方式就是其電鍍液使用壽命長,這樣就可以提高晶圓產出量並且減低CoO。陶氏認為,這種較高的晶圓產出量對客戶更具價值,這將是促使客戶轉而選擇該公司產品的一個重要差異因素;而目前陶氏為因應亞洲地區重要客戶的需求,正在擴大TS 6000在該地區的製造產能。

陶氏表示,降低3D封裝的CoO最終需要整個產業的共同努力,不僅是材料供應商,還有備供應商和測試業者。陶氏們為3D製程提供一系列旨在提高良率和產出量的材料,這些均會影響整體CoO;例如TSV鍍銅藥水因其可以減少過覆蓋而減低CoO,因而可以減少化學機械研磨(CMP)製程——該製程是3D封裝中成本較高的部分之一。

陶氏所關注的另一個與CoO有關的問題,是針對客戶具體製程客製SOLDERON BP TS 6000錫-銀電鍍藥水的即用型配方,這樣就可以盡可能地減少客戶自己配製電鍍液的工作量。TSV鍍銅和TS 6000都將提供線上計量以進行槽液分析和管理,從而實現槽液電鍍的效能最大化。

董建偉表示,該公司的臨時性晶圓接合解決方案對於黏結劑的接合/固化具有週期時間短的特點,而且能夠實現快速、簡單、潔淨的機械剝離制程;目前仍在開發階段的非導電性、預製薄膜填充膠則具有薄膜施用迅速、熱壓接合快速固化和產出量高的特點。陶氏目前正在開發更多的產品並會將繼續努力將3D封裝帶入全面的工業化時代。





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