當Bump（凸點）與Bump之間的間距小于150個微米時，使用錫球連接晶片與基板的工藝方式明顯遇到瓶頸，這時，具有優秀散熱能力的銅柱工藝在眾多可行性中脫穎而出，不僅擁有卓越的電遷移性能，更高的I/O密度，而且相比金，在成本上有不可比擬的優勢。

　　圖1是典型的銅柱結構示意圖。如圖所示，最底部灰色的硅基板上是鋁焊盤，周圍綠色的是高分子鈍化層，起到絕緣的作用。藍色是由銅和鈦組撐的合金，銅柱最頂層是錫銀合金的錫帽。由于銅柱工藝是依靠沉積形成，所以這些凸塊可以有各種形狀，大小的差異，銅柱的高度大于直徑也是可行的，工藝上的可調整性表現非常優秀。同引線鍵合封裝相比，銅柱凸塊技術提高了芯片到基板的散熱性，更短的信號傳輸路徑會使信號較少失真。尤其是高產量時，銅柱凸塊工藝要比引線鍵合工藝更具經濟性。因此，綜合多種因素考慮，銅柱凸塊技術在逐步成為倒裝芯片最主要的連接方式。

　　圖1：SEM下銅柱影像

　　倒裝芯片使用的助焊劑大部分都用到水溶性助焊劑，一般客戶首選的清洗方案是去離子水。由于水本身的物理性質，這種清洗方式雖然省時省力，卻在小于50微米或bump間距緊密的產品上顯露出很大的局限性。在小間隙條件下，去離子水只洗掉了最外層表面的助焊劑殘留。無法充分進入芯片底部，也無法提供持續的機械力來清洗小間隙下半封閉結構中的助焊劑殘留。

　　ZESTRON也曾對銅柱倒裝芯片的清洗開展過對比研究，希望發現分別應用去離子水和專門設計的清洗劑進行清潔有何不同。實驗完成后，ZESTRON采用包括IC離子色譜，SEM/EDS掃描電鏡元素分析，FTIR傅里葉紅外變換光譜分析的多種分析手段獲得精確的對比數據，隨即又采用TC高低溫循環測試，HTSL高溫工作環境壽命測試，以及MSL濕敏氣密性測試開展了可靠性驗證。實驗表明：清洗劑在低濃度（5%）下完全能夠去除無鉛水溶性助焊劑殘留物，相比去離子水配合較慢的鏈速（2.0fpm），即便使用更快的鏈速（3.0fpm）也能達到更優秀的清洗結果。如圖2所示。

　　圖2：3.0fpm鏈速下SEM分別應用 DI水（左）和清洗劑（右）的分析結果

　　銅柱工藝是TSV硅穿孔技術的基礎工藝。隨著芯片制造技術的發展，芯片密度越來越高，芯片之間的間距不斷減小，芯片互聯的可靠性要求也更嚴苛。ZESTRON專門研發用于去除各種封裝類產品的水溶性助焊劑，如倒裝芯片，包括2.5D/3D TSV堆疊、BGA和SiP等，同時能為底部填充、引線鍵合和注塑成型等后道工藝提供絕佳的表面條件。特別是應對TSV封裝面臨的封裝密度和底部間隙上的挑戰。

更多精彩內容歡迎點擊==>>電子技術應用-AET<<