Os processos de colisão de bolachas evoluíram nos últimos 10 anos. A indústria de montagem de semicondutores passou de processos de colisão que utilizam a impressão de pasta de solda (com todas as suas preocupações em termos de vazamento, coplanaridade, vida útil do estêncil e salpicos) para colisões de solda galvanizada e, atualmente, para pilares de cobre galvanizado com microbombos (tampas de solda), como mostra a figura 1.
Figura 1: Evolução da estrutura e metalização da colisão do flip-chip
As razões para a mudança de solda padrão para pilares de cobre são principalmente para:
- allow high I/O ultrafine pitches (<80microns) without solder bridging
- manter um elevado afastamento (distância entre a pastilha e o substrato) para reduzir a tensão na superfície da pastilha
- eliminar ou reduzir os problemas de electromigração causados pela aglomeração de corrente na solda perto do UBM
O fluxo básico do processo de formação de pilares/microbombas de cobre é apresentado na Figura 2.
Figura 2: Solda de pilar de cobre: do revestimento à microbomba acabada
Para eliminar os vazios na junta final refluída, é fundamental ter uma superfície de microbomba de solda refluída que seja perfeitamente hemisférica, lisa, livre de resíduos orgânicos e inorgânicos e revestida com uma fina camada semi-passivadora de monóxido de estanho. Há dois casos em que a solda ou microbomba deve ser refluída:
- após a remoção do fotorresiste e da camada de semente, a saliência galvanizada rugosa é contaminada por vários óxidos e hidróxidos de estanho (provenientes da reação com o material de remoção da resistência altamente corrosivo), além de detritos orgânicos presos na superfície rugosa da saliência galvanizada.
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se a bolacha for testada com uma sonda de forma a cunhar (danificar) a parte superior da saliência de soldadura, esta saliência poderá também ter de ser refluxada para que volte a ser um hemisfério puro. Isto elimina os vazios relacionados com a moeda na junção subsequente do flip-chip.
Entrarei em mais pormenores sobre a utilização de fluxos especiais para a colagem de bolachas e sobre aspectos críticos do controlo do processo para gerar microbolsas imaculadas, num conjunto subsequente de publicações no blogue.
Saúde!
Andy
