底部填充(UF)解決了Bonding、分層剝離、熱應力引起的裂縫等相關工藝問題,如今越來越重視通過晶圓級底部填充來提高互連的性能和可靠性。傳統上,在回流焊和熱壓鍵合后,由毛細作用將環氧樹脂膠材注入到連接到有源/無源中介層的晶圓或晶片中。毛細作用下的底部填充(capillary under fill CUF)相關潛在的可靠性問題是: (i) 難以去除存在于高尺度互連層之間的通量殘留物; (ii) 通常CUF的熱膨脹系數(CTE)值較高(40 ppm/℃至70 ppm/℃)會導致減薄堆疊的 晶片局部變形 ; (iii) 溶劑殘留的存在會導致空隙和氣泡的形成; (iv) 因為它是單顆的作業過程所以整體的產量相對更低些。
近些年來,倒裝芯片封裝被高度集成以實現多功能化和高功能化,以至于隨著接合部件數量的增加和芯片與襯底之間間隙尺寸的縮小,接合間距變得越來越細。此外,為了獲得更高的生產率,需要更簡單的制造工藝。因此,一種應用于晶圓級封裝的non-conductive film under fill(NCFUF)應運而生,它滿足以下要求: (i) 具有與層間材料(通常為Si/SiO2/Glass/ interconnect metals)相當的CTE,因此不易變形; (ii) 相當好的潤濕性,并且能夠與互連金屬零相互作用; (iii) 可在整個工藝的溫度范圍內使用,提高了減薄晶圓的機械強度; (iv) 在大規模的互連和層間間隙中的有效性較高。 兩組工藝對比如圖所示,將單片化的芯片結合到襯底上,然后通過毛細管流將液體底部填充物注入芯片和襯底之間的間隙。然而,對于上述趨勢,助焊劑殘留物的清潔和向較窄間隙的底部填充變得更加困難,以至于大芯片中出現更多的空隙和較長的底部填充時間。為了克服毛細管流動過程中的這些問題,提出了pre-applied process,即在該工藝中,將NCF貼合到芯片或襯底上,然后再統一切割wafer表面的Die和NCF,這樣不僅對更簡化了工藝步驟,而且對粘接過程中脆弱的精細部件適用性更為優異。
南京屹立芯創半導體科技有限公司針對于以上工藝開發了晶圓級真空貼壓膜機,區別于傳統使用滾輪壓式的貼膜機, 1.采用創新型真空貼附干膜,上下腔體可獨立加熱,獨家開發軟墊式加熱氣囊壓合,可避免 因預貼膜再真空壓膜而產生氣泡或是干膜填覆不佳的問題。 2.真空/壓力/溫度可獨立設置,內部搭配自動切割系統,匹配多種干膜材料,還可擴充壓膜腔體進行二次表面整平壓合,無須另外加裝整平系統,節省成本。 3.配備全自動及半自動兩種機型,滿足不同群體客戶需求。
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