扇出型封裝(Fan-out Packaging)
在半導體持續(xù)追求更高集成度與性能的趨勢下,先進封裝已成為延續(xù)摩爾定律的關鍵路徑。
*扇出型封裝,圖源網絡,侵刪
其中,扇出型封裝(Fan-Out Packaging, FOP)以其I/O密度高、封裝厚度薄、電氣性能優(yōu)良及成本可控等優(yōu)勢,在智能手機、高性能計算 (HPC) 、人工智能 (AI) 及 5G 通信等核心領域獲得廣泛應用,成為高端芯片封裝的主流選擇之一。
UBM工藝:扇出型封裝的關鍵環(huán)節(jié)
在扇出型封裝的關鍵工藝流程中,植球工藝(Solder Ball Placement)是確保芯片與外部電路實現可靠電氣與機械連接的核心步驟。
*扇出型晶圓級封裝,圖源網絡,侵刪
而植球工藝的成功率與長期可靠性,極大程度上依賴于凸點下金屬化層(UBM)的質量。UBM層作為焊球與芯片焊盤之間的關鍵界面,其表面潤濕性(Wettability)直接決定了熔融焊料能否均勻、牢固地鋪展,并形成良好的冶金結合。
*顯微鏡下的焊球,圖源網絡,侵刪
如果UBM表面潤濕性能差,表面能低,容易導致焊料鋪展不均勻,進而造成植球不良:如虛焊、焊球偏移、橋連,甚至后續(xù)使用中的早期失效,對最終封裝產品的良率和可靠性構成嚴峻挑戰(zhàn)。
PLASMA等離子表面處理提升焊接、鍵合、封裝質量
等離子表面處理技術利用高活性粒子與物體表面產生化學反應或物理轟擊,有效打破其惰性C-H鍵等弱化學鍵,在其表面引入含氧官能團(如-OH, -COOH),提升表面能,為焊料鋪展創(chuàng)造理想基底。
等離子表面處理技術具有處理溫度低、可控性強、兼容性高、處理均勻等優(yōu)勢,能夠在不損傷材料結構的前提下,改善表面潤濕性,在先進封裝領域發(fā)揮著重要作用。
PLASMA等離子表面處理的作用:
顯著提升植球良率:優(yōu)化表面潤濕性確保焊球精準定位、均勻熔化、良好鋪展,降低植球缺陷;
增強焊點可靠性:形成更牢固、更均勻的金屬間化合物(IMC)層,提升焊點長期可靠性;
保障工藝穩(wěn)定性:提供穩(wěn)定、一致的表面處理效果,降低因表面狀態(tài)波動帶來的工藝風險。