倒装芯片互连凸点电迁移的研究进展

电子产品向便携化、小型化、高性能方向发展,促使集成电路的集成度不断提高,体积不断缩小,采用倒装芯片互连的凸点直径和间距进一步减小和凸点中电流密度的进一步提高,由此出现电迁移失效引起的可靠性问题.本文回顾了倒装芯片互连凸点电迁移失效的研究进展,论述了电流聚集和焊料合金成分对凸点电迁移失效的影响,指出了倒装芯片互连凸点电迁移研究亟待解决的问题.     

织构对铟凸点剪切强度的影响

制作了2种形式的铟凸点：即直接蒸发沉积的铟柱和将铟柱回流得到的铟球。同时对比了铟柱和铟球2种凸点的剪切强度，测试结果表明铟球剪切强度为5.6MPa，铟柱的剪切强度为1.9MPa，前者约为后者的2.9倍。对铟凸点微观结构的X光衍射分析发现：铟柱剪切强度低是织构弱化所致；铟球剪切强度高是由于回流破坏了铟柱的理想（101）丝织构模式，从而提高了铟球的剪切强度。     

铟凸点回流时的异常现象的研究

利用湿法回流缩球的技术,使铟柱回流成铟球。在研究中心距为30?m、面阵为320×256的读出电路在回流缩球的过程中遇到了3种异常现象,即铟球体积异常、铟球桥接和铟球偏离中心位置的现象。详细地介绍了这3种现象产生的过程及背景,分析了产生这3种现象的机理以及对器件性能和倒装互连的影响,并提出了相应的解决措施。     

红外探测器倒装互连工艺中的铟柱高度研究北大核心CSCD

针对制冷型红外焦平面探测器倒装互连工艺中的铟柱高度展开了调研,结果显示目前行业内关于该工艺中的铟柱高度设计的离散性较大,铟柱高度范围为5~24μm,差值达到了19μm。本文构建了包含探测器芯片、铟柱、填充胶、钝化层和UBM的像元级有限元仿真模型,并根据不同的铟柱直径和高度开展了60组仿真计算,根据计算结果绘制了p-n结区最大应力值的变化曲线,并分析了应力变化规律。     

倒装芯片凸点制作方法

倒装芯片技术正得到广泛应用，凸点形成是其工艺过程的关键。介绍了现有的凸点制作方法，包括蒸发沉积、印刷、电镀、微球法、黏点转移法、SB2－Jet法、金属液滴喷射法等。每种方法都各有其优缺点，适用于不同的工艺要求。可以看到要使倒装芯片技术得到更广泛的应用，选择合适的凸点制作方法是极为重要的。     

用于倒装芯片的金球凸点制作技术

倒装芯片中凸点用于实现芯片和基板的电路互连,芯片凸点的制作是倒装芯片技术的关键技术之一.对金球凸点制作进行了介绍.金球凸点直接粘附于芯片上,同时又可具有电路互连的作用,可以完成倒装芯片与基板的电气连接.金球凸点的优势是简单、灵活、便捷、低成本,最大特点是无需凸点下金属层(UBM),可对任意大小的单个芯片进行凸点制作,平整度可达到±4μm.     

多金球凸点倒装片技术

文章提出了一种在IC芯片的一个I/O端制作多个金球凸点的倒装片IC焊盘设计和金球凸点芯片制作的方法。在一个I/O端制作多个金球凸点,在芯片安装时可以提高芯片安装的机械强度,进而提高芯片安装的可靠性。多焊盘芯片也可用于制作KGD。     

圆片级封装及带凸点倒装芯片简介

介绍了圆片级封装的定义、状况及支撑技术。     

128×128混合式热释电非致冷焦平面探测器列阵铟膜及铟柱制备工艺研究

着重介绍了我们在\     

Electrodeposition of Indium Bumps for Ultrafine Pitch Interconnection

Electroplating is a promising method to produce ultrafine pitch indium bumps for assembly of pixel detectors in imaging applications. In this work, the process of indium bumping through electrodeposition was demonstrated and the influences of various current waveforms on the bump morphology, microstructure and height uniformity were investigated. Electron microscopy was used to study the microstructure of electroplated indium bumps and a Zygo white light interferometer was utilised to evaluate the height uniformity. The results indicated that the bump uniformities on wafer, pattern and feature scales were improved by using unipolar pulse and bipolar pulse reverse current waveforms.     

倒装焊芯片的焊球制作技术

介绍了芯片倒装焊的重要意义、发展趋势、基本的焊球类型、制作方法及焊球质量的检测技术。     

倒芯片互连用的高密度积层封装基板——DSOL技术

概述了NEC开发的新型高密度封装用积层基板技术:DSOL,它以高解像度的勿系树脂为绝缘层,形成高膜厚/孔径比的微细导通孔,采用溅射薄膜和半家成镀工艺形成微细铜导体,适用于多针数区域阵列倒芯片封装用基板。     

Flip-chip packaging solution for CMOS image sensor device

Chip scaled opto-electronic packaging is introduced as a cost and size effective packaging solution for mobile phone with built in camera. The chip scaled assembly includes gold bumped CMOS image sensor device and its flip-chip bonding on substrate using the anisotropic conductive material. Two types of flip-chip module were designed to have flip-chip on flex and flip-chip on glass. It is shown that well controlled bumping process of thin film deposition and wet etching gives no damage to image sensing surface during the deposition and stripping of metal film. As results, smart and high degree miniaturized image sensor module is actualized for mobile phone and the reliability test results proved the robustness of module structure having flip-chip. Solder bumping was also reviewed and successfully introduced to verify the alternative of image sensor bumping.     

倒装芯片结构中不流动底部填充工艺参数

倒装芯片的传统装配方法是在芯片贴装前把液态的焊剂涂在衬底上,或者把凸块浸在焊膏的液态薄膜中.然后对装配件进行回流,并且把适当的密封剂填充到硅片下面.但是,当毛细作用力在圆片和衬底之间产生拖曳力时,免清洗溶剂残渣会损坏密封剂的湿度和流动性,对封装可靠性造成负面影响.而密封剂同样需要后固化,这样就会使产量下降.     

倒扣焊安装的微机械毫米波介质集成波导滤波器

为了解决毫米波段滤波器因倒扣焊安装引起的性能恶化问题,本文基于MEMS技术提出了联合仿真设计方法,将MEMS介质集成波导滤波器芯片与罗杰斯介质板利用三维高频仿真软件HFSS进行共同建模设计,充分考虑两者互连时易产生的问题,完成了芯片的制作、安装、测试及结果分析。测试结果表明,该滤波器通带为41.5~42.7GHz,去嵌后通带插损小于0.8dB,通带内反射损耗优于17dB,在38GHz处带外抑制优于40dB,芯片尺寸仅为5.2mm×3.0mm×0.4mm。考虑工艺误差影响,设计与测试结果吻合良好,该方法有效改善了毫米波段滤波器频率偏移及安装互连引起反射损耗恶化等问题。     

用于倒装芯片的晶片凸点制作工艺研究

倒装芯片在电子封装互连中占有越来越多的份额,是一种必然的发展趋势,所以对倒装芯片技术的研究变得非常重要。倒装芯片凸点的形成是其工艺过程的关键。现有的凸点制作方法主要有蒸镀焊料凸点、电镀凸点、微球装配方法、焊料转送、在没有UBM的铅焊盘上做金球凸点、使用金做晶片上的凸点、使用镍一金做晶片的凸点等。每种方法都各有其优缺点,适用于不同的工艺要求。介绍了芯片倒装焊基本的焊球类型、制作方法及各自的特点,总结了凸点制作应注意的问题。     

电迁移引起的倒装芯片互连失效

采用倒装芯片组装菊花链器件研究了高电流密度条件下Al互连的失效问题,分析了不同电迁移条件下,由于金属原子的迁移造成的Al互连微结构的变化。在9.7×105A/cm2电流密度强度条件下,钝化窗口位置的Al原子发生电迁移,在电子风力的作用下,Al原子沿电子流方向扩散进入Al互连层下方的焊料中。同时,随着电流加载时间的延长,化学位梯度和内部应力的作用致使焊料成分向Al互连金属扩散,Al互连金属层形成空洞的同时其成分发生变化。