倒装芯片凸点工艺

芯片凸点是FC互连中的关键组成部分之一，具有在芯片与基板间形成电连接、形成芯片与基板间的结构连接以及为芯片提供散热途径三个主要功能。

其中，粘接层能够增强凸点和芯片金属化层、芯片钝化层之间的粘接力，提供牢固的键合界面，典型的粘接层材料有Cr、Ti、Ni、W、TiW和锌酸盐等。

阻挡层的作用是防止金属、污染离子向芯片金属层和粘接层扩散，阻挡层材料常采用Cr、W、Ti、TiW、Ni或Cr-Cu。阻挡层上面是润湿层，可以为其上的凸点提供润湿对象，与凸点发生反应生成IMC并形成键合，典型的润湿层金属有Cu、Ni、Pd和Pt。UBM的最外层是可选择使用的抗氧化层，目的是防止润湿层的氧化，主要材料为很薄的Au层。

UBM的制作主要由物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）工艺完成，PVD可分为蒸镀（Evaporation）和溅射（Sputtering）两种，前者利用高温将金属熔融蒸发后镀覆于晶圆上，后者利用高速粒子冲击靶材激发出的靶材表面原子或分子落在晶圆上，两种工艺均需在真空条件下完成。考虑到蒸镀成本较高，目前UBM多数由溅射工艺制作。

C2凸点的回流焊键合工艺过程与C4相同，涂敷助焊剂后，将FC对齐至底部芯片或基板，随后通过回流焊进行键合，C2回流焊凸点的间距可以小至25μm。

近年来，具有C2凸点的芯片向硅、陶瓷或有机封装基板的热压键合成为研究热点。C2凸点热压键合过程如下：在焊料盖、基板或两者表面都涂覆助焊剂，随后将FC拾取并对准放置在基板上，施加温度熔化焊料的同时，施加较小的压力将芯片固定在离底部芯片或基板一定距离的位置。

与回流焊相比，C2凸点的热压键合只能进行单个芯片的封装，因此封装效率较低，但是这种封装方法可以使芯片上的Cu柱间距小至8μm。

不带焊帽的Cu柱还可以采用Cu对Cu直接键合的方法进行键合，Cu-Cu扩散键合可以满足超细节距和超小焊盘尺寸的要求，焊盘间距小至5μm。为了减少氧化物生成对键合质量和可靠性的影响，Cu-Cu键合通常使用热压键合的方法在高温（约400°C）、高压和长时间（60min～120min）下进行，这对封装的效率和可靠性都非常不利。

Cu-Cu键合也可以在室温下进行，但室温键合在提高封装效率、降低成本的同时，也必须满足焊盘/布线/晶圆的平面化、保证键合表面平整及非常高的洁净室等级等要求，才能获得高质量键合。Cu-Cu键合目前主要用于晶圆对晶圆（Wafer to Wafer，W2W）组装，还没有大规模生产及应用。

4、FC芯片封装清洗的污染物与清洗剂选择：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

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