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晶圓級封裝Bump制造工藝印刷錫膏方案的剖析與錫膏網(wǎng)版清洗劑選擇介紹

一、晶圓級封裝 SAW Filter Wafer Bumping工藝

當前業(yè)內常見的幾種SAW Filter Wafer Bumping工藝如下:

1.通過打線工藝在晶圓的UBM(Under Bump Metal)上植金球。

2.通過鋼網(wǎng)印刷工藝在UBM上印刷錫膏,再經(jīng)過回流焊成球。

3.先在晶圓的UBM上印刷助焊劑,將錫球放到UBM上,再經(jīng)過回流焊完成植球。

通過對印刷錫膏方案的剖析發(fā)現(xiàn),在Bumping工藝中Bump的高度和共面度(同一顆芯片上Bump高度最大值最小值之差,差值越低越好)是最重要的關鍵指標(如圖1.1、圖1.2)。下面從鋼網(wǎng)的工藝和設計、錫膏的特性等方面進行分析。

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圖1.1 球高

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圖1.2 共面度

二、鋼網(wǎng)印刷

鋼網(wǎng)印刷的目的是使錫膏材料通過特定的圖案孔沉積到正確的位置上。首先,將錫膏放到鋼網(wǎng)上,再用刮刀使其通過鋼網(wǎng)開孔沉積到焊盤上。鋼網(wǎng)與晶圓之間的距離(印刷間隙)、印刷角度、壓力、速度和膏體的流變特性是確保錫膏印刷的關鍵參數(shù)。一旦鋼網(wǎng)開孔被膏體填滿,脫模后膏體留在每個焊盤上,沉積在焊盤上的體積取決于鋼網(wǎng)的孔距和孔壁的質量、焊盤的表面特性和膏體的流變性能。

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三、鋼網(wǎng)的加工工藝與開孔設計

納米涂層鋼網(wǎng)的工藝是:在激光切割的基礎上對鋼網(wǎng)進行清洗,然后在鋼網(wǎng)內壁進行打磨拋光以降低粗糙度,最后涂覆納米涂層。納米涂層使接觸角顯著增加,從而降低鋼網(wǎng)材料的表面能,有利于錫膏脫模。

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圖2.1 無納米涂層

Source: Laser Job

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圖2.2 納米涂層

電鑄鋼網(wǎng)的制作方法是:先在導電基板上用光刻技術制備模板,然后在阻膠膜周圍進行直流電鑄,最后從光刻膠孔上剝離。電鑄鋼網(wǎng)的質量和印刷性能取決于光刻膠的靈敏度、所用光刻工具的類型、導電基材的光學性能和電鑄工藝。

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圖3 電鑄鋼網(wǎng)孔壁

Source: Bon Mark

小結,納米涂層鋼網(wǎng)的印刷表現(xiàn)略遜于電鑄鋼網(wǎng),其涂層在批量生產一段時間后可能會脫落,但是納米涂層鋼網(wǎng)的價格遠低于電鑄鋼網(wǎng)。

電鑄鋼網(wǎng)的側壁非常光滑,其印刷表現(xiàn)最好,是超細間距應用的最佳選擇,但電鑄鋼網(wǎng)的價格相當昂貴。

鋼網(wǎng)的選擇取決于客戶對產品特性和成本的綜合考量。

四、開孔面積比

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由于CTE不匹配會影響封裝的可靠性,符合高度要求的Bump在這方面會起到積極的作用。這就要求鋼網(wǎng)印刷過程可靠地沉積穩(wěn)定的錫膏量,以產生堅固的互連。錫膏從鋼網(wǎng)孔的釋放是由錫膏在鋼網(wǎng)孔側壁和晶圓焊盤之間的相互作用決定的。

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圖4 鋼網(wǎng)開孔規(guī)則

五、印刷錫膏網(wǎng)版清洗劑選擇:

在SMT制程工藝中,鋼網(wǎng)印刷次數(shù)多,頻率高,經(jīng)常會形成阻塞,導致印刷不良現(xiàn)象,那么SMT鋼網(wǎng)清洗的頻率和清洗效果將直接影響到到印刷的圖形準確性和印刷效果,因為鋼網(wǎng)上堆積過多的廢舊錫膏或者臟污是無法保證焊接與生產品質的,也會影響SMT鋼網(wǎng)的使用壽命。所以在SMT制程工藝生產中,必須要經(jīng)常定期和高質量的對SMT鋼網(wǎng)和紅膠銅網(wǎng)等網(wǎng)版進行有效的清洗。

針對SMT產線鋼網(wǎng)清洗問題,合明科技研發(fā)了全自動水基鋼網(wǎng)清洗機。

合明科技全自動水基鋼網(wǎng)清洗機是根據(jù)SMT制程網(wǎng)版特性及水基清洗工藝要求而設計,結合目前行業(yè)成熟、穩(wěn)定可靠的超聲波工藝技術完美的應用于SMT行業(yè)錫膏鋼網(wǎng)及紅膠銅/塑網(wǎng)等網(wǎng)板的清洗,實現(xiàn)全自動清洗方式,該設備是國內首創(chuàng)、技術領先并擁有形式、結構和尺寸等獨立知識產權產品。    

全自動水基鋼網(wǎng)清洗機特點:

實現(xiàn)SMT鋼網(wǎng)水基清洗完美工藝流程

一鍵完成全程(清洗→漂洗→干燥)清洗工藝

高效的雙工藝模式(超聲波+噴淋)輕松解決鋼網(wǎng)清洗難題

簡易的操作滿足業(yè)內通用鋼網(wǎng)清洗標準

符合國際行業(yè)環(huán)保標準

 

SMT網(wǎng)板清洗推薦離線清洗,配套合明科技水基清洗劑:W1000或EC-200   

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產品技術,滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求,打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產品。


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