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微波等離子助力芯片封裝共晶可靠性
晟鼎小講堂
隨著混合集成電路向著高性能、高密度、高可靠性以及小型化、低成本的方向發(fā)展，對(duì)芯片的封裝焊接工藝提出了更高的要求，將芯片與基板或管殼互聯(lián)時(shí)，主要有導(dǎo)電膠粘接和共晶焊接兩種方法，今天我們主要來研究下共晶焊接工藝。
01什么是共晶？共晶的優(yōu)點(diǎn)
共晶焊接是微電子組裝中的一種重要方式，又稱為低熔點(diǎn)合金焊接。在芯片和載體之間放入共晶合金薄片（共晶焊料），在一定的保護(hù)氣氛中加熱到合金共熔點(diǎn)使其融熔，填充于管芯和載體之間，同時(shí)管芯背面和載體表面的金會(huì)有少量進(jìn)入熔融的焊料，冷卻后，會(huì)形成合金焊料與金層之間原子間的結(jié)合，從而完成芯片與管殼或其他電路載體的焊接。
共晶焊接具有連接電阻小、傳熱效率高、散熱均勻、焊接強(qiáng)度高、工藝一致性好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為了半導(dǎo)體封裝焊接的主流方式之一。
02影響共晶質(zhì)量的因素和解決辦法
在共晶過程中，焊料的浸潤性、施加壓力的大小從而影響焊接質(zhì)量，造成空洞率過高、芯片開裂等問題導(dǎo)致共晶失敗。
共晶后空洞率是一項(xiàng)重要的檢測(cè)指標(biāo)，如何降低空洞率是共晶的關(guān)鍵技術(shù)。
消除空洞的主要方法有：
（一）共晶前可使用微波PLASMA清潔基板與焊料表面，增加焊料的浸潤性；
基板和焊料的清洗方案，推薦使用晟鼎的微波PLASMA清洗機(jī)，可在現(xiàn)有的工藝制程中，直接導(dǎo)入微波PLASMA清洗，簡(jiǎn)單方便，快速提升良品率。
（二）共晶時(shí)在器件上放置加壓裝置，直接施加正壓；
共晶壓力參數(shù)設(shè)置，需多次實(shí)驗(yàn)得出適當(dāng)?shù)闹?，壓力過大、過小都不利于工藝控制及焊接可靠性。
03晟鼎微波等離子清洗方案
晟鼎微波PLASMA產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
? 等離子體不帶電，不損壞精密器件
? 處理過程保持較低溫度
? 反應(yīng)速度快，反應(yīng)時(shí)間短
? 無電極，無污染源，長(zhǎng)壽命
? 能在高氣壓下維持等離子體
? 有較高的電離和分解程度
? 微波結(jié)和磁路可以兼容
? 自偏壓要求低
? 微波發(fā)生器穩(wěn)定易控
? 高壓源和發(fā)生器互相隔離，安全
晟鼎微波PLASMA技術(shù)優(yōu)勢(shì)
晟鼎的微波PLASMA清洗機(jī)，采用自主研發(fā)微波等離子發(fā)生器，高效均勻，可*清除基板上的雜質(zhì)和焊料上的氧化膜，從而減少共晶空洞的產(chǎn)生，提升共晶的可靠性和良品率。
