Les procédés de bossage des plaquettes ont évolué au cours des dix dernières années. L'industrie de l'assemblage des semi-conducteurs est passée de procédés de bumping utilisant l'impression de pâte à braser (avec tous les problèmes de vide, de coplanarité, de durée de vie du pochoir et de dispersion) à des bosses de brasure plaquées, et maintenant à des piliers de cuivre plaqués avec des microbilles (embouts de brasure), comme l'illustre la figure 1.
Figure 1 : Évolution de la métallisation et de la structure des bosses des puces à retournement
Les raisons du passage des bosses de soudure standard aux piliers de cuivre sont principalement les suivantes :
- allow high I/O ultrafine pitches (<80microns) without solder bridging
- maintenir un écart élevé entre la puce et le substrat afin de réduire les contraintes sur la surface de la puce
- éliminer ou réduire les problèmes d'électromigration causés par l'encombrement du courant dans la soudure près de l'UBM
La figure 2 illustre le processus de base de la formation de piliers/microbilles de cuivre.
Figure 2 : Soudure cuivre-pilier : du placage à la microbille finie
Pour éliminer les vides dans le joint refondu final, il est essentiel d'avoir une surface de microbump de soudure refondue parfaitement hémisphérique, lisse, exempte de résidus organiques et inorganiques et recouverte d'une fine couche semi-passivante de monoxyde d'étain. Il existe deux cas dans lesquels la bosse ou la microbosse de soudure doit être refondue :
- après le décapage de la résine photosensible et de la couche d'ensemencement, la bosse brute électrodéposée est contaminée par divers oxydes et hydroxydes d'étain (en raison de la réaction avec le matériau hautement corrosif de la bande de réserve), ainsi que par des débris organiques piégés dans la surface brute de la bosse électrodéposée.
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si la plaquette est testée à l'aide d'une sonde d'une manière qui abîme la partie supérieure de la bosse de soudure, cette bosse peut également devoir être refondue pour la ramener de son état abîmé à un hémisphère vierge. Cela permet d'éliminer les vides liés aux pièces de monnaie dans le joint flip-chip suivant.
Je reviendrai plus en détail sur l'utilisation de fondants spéciaux pour le bossage des plaquettes et sur les aspects critiques du contrôle des processus pour générer des microbilles impeccables, dans une prochaine série d'articles de blog.
Santé !
Andy
