封装装配技术之电镀技术解析

漏印板印刷技术的最小间距，目前限制在150～200μm范围之内。对有超细间距和较宽的凸点尺寸范围的增加的互连密度而言，电镀技术是最受欢迎的。应用于此电镀技术工艺的间距可小到40μm。对高I／O和高功率芯片而言，各类半导体的国际半导体路线图预测，通常倒装芯片技术使用的凸点间距从2002年的160μm减小到2010年的90μm和2016年的70μm。

电镀技术工艺的凸点高度均匀度在±1μm范围内。这意味着从漏印板材料厚度和激光切割的精度方面的变化和从在漏印板开口中残存的主要的焊膏残留物两方面看，在smt贴片打样或加工过程中，使用电镀技术比使用漏印板印刷可达到更好的均匀性。这里典型的变化在±7μm范围之内。

根据诸如凸点高度均匀性失效标准的确定，电镀技术的效率损失在10-6范围之内或者更少，这比通过漏印板印刷获得的好得多。因此，当效率损失使漏印板印刷对这些芯片无竞争性时，对高价值、大尺寸IC而言，电镀技术也许是“低成本”技术。

电镀技术的凸点下金属化过程，是由在整个晶圆片表面上均匀地溅镀Ti／W／Cu层和采用金属板印刷术工艺过程来确定凸点焊盘构成的。把额外的铜层进行电镀，在smt回流焊过程和形成金属间化合物的热应力阶段，通过焊料部分地完成电镀。即从基于甲烷黄酸的溶液中用电化学方法把焊料金属进行淀积。因为电镀工艺的加工时间依赖于凸点高度--与焊膏漏印板印刷工艺相反--电镀工艺限制于较小的凸点高度剥去电镀掩模之后，用蚀刻工艺移去Ti／W／Cu凸点下金属化（UBM）层。把在晶圆片上淀积的焊料进行回流焊，以便形成球形的凸点，接着进行清洗步骤，以除去有机残留物。

通过对几种无铅化焊料的应用实施及深刻的研究，SnPb焊料较佳的替代品为SnAg3.5焊料。就众焱电子小编的了解，此焊料具有某些特殊性能。由于高的标准电极潜在差异，银比锡更易于淀积。因此需要针对银离子的很强的形成洛合物剂的状况，以防止其优先沉淀。

根据SnPb双相位图显示，焊料构成方面的小偏差不会极大地影响熔点状况。因而SnAg焊料的状况则更具有关键性，甚至对低共晶焊料构成加入少量的银（3.5％），也会导致熔点方面极大的增加。再者，研究表明，对银含量为4％的情况而言，大的电镀形体的Ag3sn金属间化合物的增长较高，这对互连可靠性来说是严重的问题。就电镀而言，需对用于低共晶SnAg3.5焊料电镀的电镀槽和合金组成进行非常严格的控制。另一方而，当凸点下金属化过程的铜电镀在SnAg焊料中部分溶解时，已通过回流焊的凸点构成了SnAgCu合金，并可受到回流温度的影响。

与SnPb焊料相比，铜电镀基底的消耗随着SnAg焊料而增加。因此，不得不给电镀铜提供合适的厚度。在smt贴装工艺成本上，SnPb焊料和SnAg焊料之间不存在显著的差异。
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