等離子去膠機(jī)在2.5D/3D IC封裝中通過(guò)清除光刻膠殘留、保障高密度互連質(zhì)量和提升工藝可靠性三大核心機(jī)制來(lái)保障封裝良率。
一、清除光刻膠殘留,避免短路故障
在2.5D/3D封裝中,光刻膠的無(wú)損去除直接決定了封裝良率與長(zhǎng)期可靠性。傳統(tǒng)濕法去膠在面對(duì)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)、敏感材料和嚴(yán)苛尺度時(shí)局限性凸顯,而等離子干法去膠技術(shù)利用高能等離子體去除光刻膠,去膠速度快,無(wú)需引入化學(xué)物質(zhì),避免造成材料損傷。
關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景包括:
- 重布線(xiàn)層(RDL):在扇出型封裝(FOWLP)或硅/玻璃/有機(jī)中介層上制作高密度RDL線(xiàn)路后,線(xiàn)路側(cè)壁與底部的光刻膠殘留易引發(fā)短路或高阻故障。等離子去膠技術(shù)可有效去除這些殘留物質(zhì),避免金屬線(xiàn)路短路或接觸阻抗異常。
- 玻璃通孔(TGV):TGV是2.5D/3D堆疊的核心垂直互聯(lián)通道,通孔內(nèi)光刻膠的去除面臨高深寬比挑戰(zhàn)。等離子可有效去除通孔內(nèi)的光刻膠殘留,保障可靠性,避免傳統(tǒng)濕法去膠可能導(dǎo)致的微裂紋風(fēng)險(xiǎn)。
二、保障高密度互連質(zhì)量,提升電性能
等離子去膠機(jī)通過(guò)遠(yuǎn)程等離子體技術(shù)和高密度等離子體設(shè)計(jì),確保在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)均勻的去膠效果:
1、技術(shù)優(yōu)勢(shì):
- 采用遠(yuǎn)程等離子體,可避免造成晶圓損傷
- 高密度等離子體,去膠速率快,不均勻度<5%
- 仿真電圈設(shè)計(jì),放電穩(wěn)定,等離子電離效率高
2、倒裝芯片(Flip Chip)應(yīng)用:
在倒裝工藝中,等離子干法去膠能夠清除UBM表面及間隙的殘余光刻膠,避免引發(fā)焊點(diǎn)界面失效(虛焊/空洞),從而確保封裝的可靠性和性能。
三、提升工藝可靠性,確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性
等離子去膠機(jī)通過(guò)精確的工藝控制和溫度管理來(lái)保障封裝可靠性:
1、溫度控制優(yōu)勢(shì):
- 腔體水冷設(shè)計(jì),工件溫度不超過(guò)42℃,避免熱損傷
- 支持氬氫混合氣去氧化物、氬氧混合氣去有機(jī)物等多種工藝氣體組合
2、工藝標(biāo)準(zhǔn)化:
通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化等離子工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)接觸角穩(wěn)定性和無(wú)分層目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,采用水平裝載方式后,接觸角波動(dòng)大幅縮小,Cpk值均≥2.0,滿(mǎn)足量產(chǎn)要求。
四、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與良率提升效果
1、技術(shù)發(fā)展方向:
- 微波等離子體去膠機(jī)采用2.45GHz頻率,去膠速率達(dá)0.2~0.4μm/min
- 兼容8寸及以下樣品,最大批處理能力達(dá)25片6寸樣品
2、良率提升效果:
- 采用真空等離子清洗機(jī)處理后,引線(xiàn)鍵合強(qiáng)度提升30%
- 產(chǎn)品良率從92%提升至98%,凸點(diǎn)脫落率降低至0.05%以下
等離子去膠機(jī)通過(guò)其獨(dú)特的物理化學(xué)作用機(jī)制,在2.5D/3D IC封裝中實(shí)現(xiàn)了對(duì)光刻膠殘留的清除、對(duì)高密度互連的可靠保障以及對(duì)工藝穩(wěn)定性的精確控制,從而成為保障先進(jìn)封裝良率的關(guān)鍵設(shè)備。