晶圓級封裝Bump制造工藝印刷錫膏方案的剖析與錫膏網版清洗劑選擇介紹

合明科技發布時間：2024-02-29 ?? 3250 Tags：晶圓級封裝印刷錫膏網版清洗劑 SMT網板清洗

一、晶圓級封裝 SAW Filter Wafer Bumping工藝

當前業內常見的幾種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.通過鋼網印刷工藝在UBM上印刷錫膏，再經過回流焊成球。

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

通過對印刷錫膏方案的剖析發現，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）。下面從鋼網的工藝和設計、錫膏的特性等方面進行分析。

圖1.1 球高

圖1.2 共面度

二、鋼網印刷

鋼網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，將錫膏放到鋼網上，再用刮刀使其通過鋼網開孔沉積到焊盤上。鋼網與晶圓之間的距離（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。一旦鋼網開孔被膏體填滿，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的孔距和孔壁的質量、焊盤的表面特性和膏體的流變性能。

三、鋼網的加工工藝與開孔設計

納米涂層鋼網的工藝是：在激光切割的基礎上對鋼網進行清洗，然后在鋼網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，從而降低鋼網材料的表面能，有利于錫膏脫模。

圖2.1 無納米涂層

Source: Laser Job

圖2.2 納米涂層

電鑄鋼網的制作方法是：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。

圖3 電鑄鋼網孔壁

Source: Bon Mark

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

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

鋼網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

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。這就要求鋼網印刷過程可靠地沉積穩定的錫膏量，以產生堅固的互連。錫膏從鋼網孔的釋放是由錫膏在鋼網孔側壁和晶圓焊盤之間的相互作用決定的。

圖4 鋼網開孔規則

五、印刷錫膏網版清洗劑選擇：

在SMT制程工藝中，鋼網印刷次數多，頻率高，經常會形成阻塞，導致印刷不良現象，那么SMT鋼網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鋼網的使用壽命。所以在SMT制程工藝生產中，必須要經常定期和高質量的對SMT鋼網和紅膠銅網等網版進行有效的清洗。

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