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倒装芯片凸焊点的UBM


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倒装芯片凸焊点 的 U B M  
郭 江 华 , 王 水 弟 ,张 忠会 , 胡 涛 , 贾松 良  
( 清 华 大 学微 电子 所 ,北 京  1   0 0 0 8 4)  
摘要 :介绍 了倒 装芯 片 凸焊 点的焊 点 卜金属( uB M) 系统 ,讨 论 了 电镀

Au凸焊 点用 UBM 的溅射 工艺 和相 

应 靶村 、溅射 气氛 的选 择 ,蛤 出 了凸焊 点 UBM 质 量 的考 核试验 方法 和相 差指 标 。  
关 键 词 :倒 装 芯 片 : 凸焊 点 :UBM ;微 电子 封 装  中 图分 类号 :T N4 0 5   9 4 文 献标 识码 :A 文章 编 号 :1 0 0 3 — 3 5 3 X( 2 0 0 1 ) 0 6 — 0 0 6 0 — 0 5  

UBM   o f   bu mp s   f o r   f l i p   c h i p  
G U O  J i a ng— h ua ,W A N G  S h ui — d i ,ZHA N G  Zh on g— hui ,H U  T a o ,J I A  So ng— l i a ng   ( I n s t i t u t e   o f Mi c r o e [ e c t r o n i c s ,T s i n g h u a   Un i v e r s i c y , Be i j i n g  1 0 0 0 8 4 , C h i n a )  

Ab s t r a c t : V a r i o u s   o f   UB M( U n d e r   B u mp   Me t a l l u r g y   o r   Un d e r   B u mp   Me t a l l i z a t i o n ) s y s t e ms   f o r  
li f p   c hi p   b um p i n g   a r e   pr e s e n t e d. Thi s   pa p e r   d i s c us s e d   t he   ma n uf a c t u r i ng   o f   UB M   f o r   e l e c t r o pl a t i n g   g ol d   bu m pi ng ,c o n c er ni n g   i n   t he   s p ut t e r i n g   p r o c e s s   a nd   s e l e c t i on s   o f   t a r ge t s   a nd   s put t e r i ng   g a s  Te s t   me t h ods   a nd   r el a t e d   s t a nda r ds   a s s o c i a t e d   wi t h   U BM   q ua l i t i e s   a r e   gi ve n.   K ey wor ds :f li p   c hi p;b u m p;U BM ; mi e r o e l e e t r o ni c s   pa c ka g i ng  

钉头 法 次 之 ,蒸 发法 成 本 最高 。但 是化 学 镀制 作 

1   引 言 
微 电 子产 品 在 I / O 端 数 增 加 的 同 时 , 也 向 着 

的 凸 焊 点 存 在 一 个 很 大 的 问 题 : 镀 层 的 均 匀 性 比 

较差 。特别 是对 于 A u凸焊 点,要求其 高度 容差 在 
片 内为 ± l   5  m , 批 内 为 ± 2   5  m , 化 学 镀 镀 层 

轻 、薄 、短 、小 的方 向发展 ,随着微 电子 技术 的迅  速 发展和各 种便 携式 电子装 置 的需求 , 各 种先进 的 
微 电 子 封 装 技 术 应 运 而 生 , 如 BG A、C S P和 W L P  
等 。  

均 匀性 有 可 能 不能 满 足 凸焊 点高 度 容 差 的 要求 。   而钉 头法 制 作 Au凸焊 点 ,可 以不需 要 UBM, 因  而 可 以大 大节 约 成 本 ,但 由于 钉 头法 是逐个 制 作 
凸 点 ,且 凸 点尺 寸较 大 ,它 仅 适用 于 较 少 I / O 端 

倒 装芯 片 ( FC) 技 术 , 即 是 在 芯 片 的 铝 压 焊  块 上制 作形成 凸焊 点 , 然 后 将 芯 片 带 元 器 件 的 一 面 

数的 I c 的封装 ( 目前 只 占市场 的 0 . 3 %) 。因此 ,  
目前 凸 焊 点 的大 批 量 制 作 普 遍 采 用 电镀 法 ,占7 0 %  

朝下 “ 倒扣 ” ,直接 与基 板进行 组装 。由于 F C通 过  凸焊 点 直接 与 基 板 连 接 , 在 w B ( 引 线键 合 ) 、   T AB ( 载 带 自动 焊 )和 F C三 种互 连 技术 中,F C   能够提 供 虽 高 的封 装密 度 、最 小 的封 装 尺 寸、 最 
好 的 高 频 性 能 、最 小 的 高 度 和 虽 轻 的 重 量 。  

以 上 , 其 次 是 蒸 发 法 和 模 板 印刷 法 , 分 别 约 占   I   8 %和 8 %。预计 到 2 0 0 5 年 , 电镀 法制 作 凸焊 点 

将 高达 8 0 % 以上 ,蒸 发法 将 下 降到 2 %,模 板 印 
刷 法略 有上 升 ,约 占 l 0 %。 凸焊 点 的材料 也 可分  为 :P b S n焊料 、I n 、A u和 聚合 物 等 。 目前 使 用  最 为普遍 的是 P b S n焊 料 凸焊 点 ( 球 )和 Au凸 焊  点 ,除了部 分钉头 法和 化学镀 法 制作 的凸焊 点外 ,  
凸 焊 点 下 都 需 要 有 一 多 层 金 属 薄 膜 — —焊 点 下 金 

F C技术 中 的一个 关键 工 艺是芯 片 凸焊 点的制 
作 。经 过 3 O多 年 的 发 展 , 凸 焊 点 的 制 作 方 法 已有 

多种 ,较 为常用 的有: 电镀 法 、模 板 印刷法 、蒸发 
法、 化学镀 法和 钉头 法 。 其 中化学镀法 的成本最 低 ,  
6 0 半导体技 术 菸2 6卷 摹 6期  

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属 , 即 u BM 。  

效 , 而 且 AU进 入 S i 层 会 影 响 器 件 性 能 。 该 层 通  常选 用 T i . Ni , C u , P d , P t , T i . W等。  

2 对 凸焊 点 U B M的要求及 材 料选 择 
UB M 处 于 凸焊点 与铝 压焊 块之 间 ,主要 起粘  附和 扩 散 阻挡 的作 用 。它 通常 由粘 附层 、扩 散 阻 
挡层 和漫 润 层 等 多层 金属 膜 组成 :  

浸 润层

要 求 一 方 面 能 和 凸焊 点材 料 良好浸 

润 ,可 焊 性 好 ,且 不 会 形 成 不 利 于 焊 接 的 金 属 间 化 

合物 , 另一方面 还 能保护粘 附层 和 阻挡层 金属不 被 
氧 化 和 沾 污 ,欧层 通 常 选 用 薄 的 Au 膜 、A u的 合 金 

粘 附层

要 求与 铝 层 及钝 化层 间的粘 附性好 ,  

膜 或 较厚 的 Cu膜 ( 用 于 焊 料 凸焊 点 ) 。 一般 不用 
Ag膜 , 因 Ag膜 易 硫 化 , 与 后 续 工 艺 不 易 兼 容 。   对于 P b S n焊 料 凸焊 点 ( 球) , 常 选 用 的 UB M  为T i - W/ C u , T i - W/ Au / C u , C r / C r . C u / C u , AI / Ni . V / C u ,   T i / C u , T i . W/ C u / 化 学 镀 Ni ,T i / Ni / A u和 化 学 镀 Ni   ( P)/ Au等  对 于 Au凸焊 点 , 常 选 用 的 UBM 为  C f Ni / A u , T i / Ni / Au , T i / P t / Au和 T i . w   u等 ,其 中  T i . w/ A u用 得 最 普 遍 。 表 1 列 出 了不 同 方法 制 作 的  凸焊 点常 用 的 U BM 系 统 , 以 及 它 们 的 性 能 比 较 。  

与铝层 间接触 电阻小 ,并且 热膨胀系 数接 近 。金属 
化 系 统 中 常 用 金 属 的 性 能 比 较 可 知 , 该 层 应 选 用  c r , T i , T i - w, v 等 

扩散 阻挡层 要求 能有 效阻止 凸焊 点材 料与Al ,   s i 问的相 互扩 散 ,避 免 凸焊 点材料 进入 Al 层 ,形  成 不利 的金 属 间化 合物 。特 别 是 Au凸焊 点,Au .  
Al 互 扩 可 以 生 成 Al   Au ,A1 Au , AI Au   , A1   Au  和 

A l Au   等 金 属 间 化 合 物 ,导 致 键 合 强 度 降 低 甚 至 失 

表 1 凸焊点 常用 的 U BM 系统 
凸 焊 点 材 料  凸 焊 点 制 作 方 法  UBM 系 统   UB M 性 能  T 】 . w 与 A【 压 焊块 粘 附好 ,   电镀 法  Au   电 镀 法 
车 J 头 法 

TI — W/ Au  

抗 腐 蚀 能 力 强 , 阻 挡 性 能 好  ( TA  B , FC 常 用 )  

T i / P t / Au  
不 需 

抗 腐 蚀 能 力 强 . 阻挡 性 能 较 差  

T 1 . w 与 A1 压 焊块 粘 附好 .   电 镀 法  丁 l _ W/ Cu   抗 腐 蚀 能 力 强 , 热 稳 定 性 较 差  ( F   C常用)  

P b S n   电镀注  模 板 印刷法  模 扳 印刷法  T i — W/ A u / C u   A 1 , Nl _ V, C u   化 学镀 N i ( P ) / A u  

与T i — W/ Cu相 比,性 能 类 似 ,   成本要高 ( T AB 常 用 )   热 稳 定性 好 , 抗 腐蚀 能 力 差  成 本 低 ?Ni( P)与 钝 化 层 粘 附 差 

焊 点 的结构 如 图 1 所 示 。A u凸焊 点 的节距 小 ,但 

3  U B M的制作 
UBM 的 制 作 是 凸 焊 点 制 作 的 一个 关 键 工 艺 ,  

成本 高 ,现阶 段主 要用于 T AB和 F C OG封 装 。下 
面讨 论 T i . w/ Au金 属 化 系 统 的 制 作 。   T i . w/ Au的 淀 积 多 采 用 射 频 溅 射 工 艺 ,其 主 要  工艺 步骤 如下:  

其 质量 好坏将 直接 影 响到 凸焊 点质 量 、 倒装 焊接 的 
成功 率和封 装后 凸焊 点 的可靠 性 。U BM 通 常 采 用 

电子 束蒸 发或溅 射工 艺 ,布满整 个 圆片 。需要 制作 
厚 金 属 膜 时 ,则 采 用 电镀 或 化 学 镀 工 艺  电镀 法 是 

r 1 1清 洗靶

去除 靶表 面沾 污和 氧 化物 :  

r 2 ) 反溅 清 除 圆片表面 的沾 污和金 属氧化 物 ,   保证 T i . w 与 A1 压焊 块 和钝化 层 粘 附 良好 ;  
r 3 ) 溅射 T i . w 约 l 0 0 ~ 3 0 0   n m 的T i . w 被 溅 射  到 整 个 圆 片 上 ,作 为 粘 附 层 和 扩 散 阻 挡 层 ;   f 4   溅 射 Au 溅 射 约 1 O 0 ~ 2 0 0   n m的A u薄 膜 作 
S e mi c o nd u c t o r   T o c h n o l o  ̄ "V o 1 . 2 6   No  6   6 1  

大批量 制作 凸焊 点 的主 流方 法 ,由表 l 可 知 ,电镀  凸焊 点的UB M通 常选用 T i . w作 粘 附层和扩 散 阻挡  层 ,本 部分 将着 重于 T i . w 的 溅射 。电镀法制 作 的  Au凸焊 点 ,通 常都 选用 T i . w, A u作 U B M ,Au凸  

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‘  
构  来提 高 它 的粘 附强 度 。表 3列 出 了在 四种 不 
Au凸 焊 点 

同溅射 气 氛下溅 射生 成 的 T i . w 膜 的粘 附强度及 其  阻挡 性 能失 效温 度 的 比较 。   对于 T i . w 的溅射 ,还 应 注意要 使 在 AI / T i . W 
界面 处 T i 的 浓 度 不 能 过 大 , 否 则 , 将 会 快 速 生 成  T i AI 。 化合 物 ,导致 T i . w 层 裂纹 。若在溅 射 T j . w  时 ,给衬 底 加热 , 可提 高 T i . w 膜 的 致 密 度  并  使T i — w 中 应 力 类 型 由 压 力 转 变 为 张 力 , 而 且 可 以  降低 T i . w 的 电 阻 率 

在T i . W/ Au 溅射 及 后续 的 Au电镀 和 高温退 火 
罔1  Au凸 焊 点 结 构 示 意 图 

等 工 艺完 成 后 ,需 湿法 刻 蚀 去 除 Au凸焊 点 外 的  UBM,在 两 步湿法 刻蚀 过程 中 ,要 注意侧 向钻蚀 
的影响 。  
1 0 0  

为 电镀 基 底 和 浸 润层 。  
T i — W/ Au系 统 可 在 4 0 0 ~ 4 5 0   o C 范 围 内稳 定 工 

作 ,T i . w 与 Au间无 明显 扩散 。在 w 中 引入 比溶 
解 度 稍 多一些 的 T i 主 要 有 三 个 作 用 : 首 先 , 表 面  处生成 非常稳 定 的 T i 氧 化物 Y i O、 ,提 高 了 T i . w 的  抗 腐蚀 能力 ;其次 , 由于 T i — O 间 键 合 能 力 强 , 因 



 

E 0  

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 ~ :  j  ) : :   — — — 一  、  1  

差  

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1/ :  

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而 可 以 与 AI 、S i 或 玻 璃 间 良好粘 附 ; 另 外 ,在 
与 Au界 面 处 可 形 成 T i . Au化 合 物 , 使 得 T j . w 与 


4 o  

2 0  

A u的 电学 接触好 表2 列 出了对 制作 UB M 用 的T i .  
w 和 Au靶 的 要 求  表 2   UB M 用 靶 材 特 性 要 求 
靶 材  成 舒 要 求 ( 重 量 比)   T 1 一 W 
Au  
O  

k7 \   i   ;   一 、   警  
—  

J   l /  

2  

4  

6  

E  

】 D  

i 2  

溅 射  间 f , mi n  

纯 度 

密 度 

图2  T J   — W, ' Au深 度 分 布 ( AES分 析 )  

古 T   J  3 %一 2 0 % 

9 9   9 9 5 %  > 9 8 % 理 论 值 
9 9   99 % 

表 3 不 同溅射气 氛下溅射 的T j — w 薄膜 的性 能比较 
A r 中引八 气氛 , %   平均粘 附强 度 /   阻挡 性能 失效温 度 ’  

实际生产 中用 于  . w/ Au 溅射的T i . w 靶 ,通 
常为 l 0 %T i . 9 0 %w ( 重量比)   相 应 的 原 子 比 约 

N2   0   25   0   25  

O2   0   0   5   5  

M Pa   3 5   8   3 5   6   7   6   】 4   7   3 0 0   40 0   45 0   5 0 0  

为3 0 %T i 一 7 0 %W  射 频溅 射形 成 的 T i . w 薄膜 中 
T i : W 原 子 比约 为 l   3 %T i 一 8 7 %w 。 纯 Ar 气氛下,   2 0 %T i . 8 0 %W ( 原 子 比 ) 靶 、Au靶 射 频 溅 射 淀  积的 T i . W/ Au膜  AE S分 析 其 成 分 深 度 分 布 如 图  2所 示 。   常 规 的 溅 射 气 氛 是 采 用 纯 Ar   溅射 T i . w 时,   在 Ar 中 引 入 适 量 的 N^ 与/ 或O , 时 ,溅 射 生 成 的 T i .   w 具 有 更 强 的 扩 散 阻 挡 能 力 。这 是 因 为 耗 掉 了 卢 .   w  生 成 了 T i N 和 w  N , 以及 T i O、 和 WO   不 

? :阻 挡 性能 失效温 度 通过老 化试 验确 定。 试验 条件 为大 气气 
氛 、1   h, 试 验 前 后 分 别 进 行 俄 歇 谱 分 析 ( AE   S)   试 验 后 

存 在 Au ,A】 互扩 散的 最低 温度 即 为 阻挡 性 能失 技温 度  

4   凸焊 点 U B M质 量 的考 核 
对 UB M 质量 的两 个关键 要求 是; 良好 的粘 附 
性 能 和 良好 的 扩 散 阻 挡 性 能 。 在 进 行 诸 如 焊 料 回  流 或 焊 点 退 火 等 高 温 处 理 时 , 必 须 能 够 保 证 凸 焊 

过 ,引入 O   也 带 来 了负面 的影 响 :降低 了粘 附强 
度 , 使 可 靠 性 变 差 。 可 以 通 过 在 其 上 再 溅 射 一 层  纯T i . w 或者采 用 T i . W/ T i . W( N) / T i . W 三 明 治 结 
6 2 丰 导搏最 术第 2 6善 第 6期  

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点材料 不会 穿透 UB M 而进 入 下面 的 Al 压焊块 中   而且 ,UB M 也必须 具有 良好 的机械 性 能、 导热性 
能 和 电 性 能 。 另 外 , 它 还 必 须 与 Al 压 焊 块 及 凸 焊 

方4  m 处时 ,失 效模式 多数为 凸焊 点 的 断裂 ,而  当选 择在 2  m 处 时,失 效模 式 多数 为 UB M与 A l  
层 界面处的剥离 。  

点间形 成 良好 的欧姆接触 。考 察 凸焊 点 UB M 的质 
量 ,主 要 是 考 察 其 热 稳 定 性 、抗 腐 蚀 能 力 和 热 . 力  学可靠 性 。 表4 列 出 了 对 比较 常 用 的 P b S n 凸 焊 球 和 

凸焊 点的接 触 电阻可  通过 常规 的四探针测试 
法 检测 , 对 于 尺 寸 同为 1 0 0 1 . t n× 1 i 0 0   m的 P b  S n  

和 电镀 Au凸焊 点 ,要求单 个 凸焊点 的接触 电阻分 
别 大致 为 2   mn 和 1   mn。 而 且 在 经 过 高 温 存 储 和 

Au凸焊 点及 UBM 的试 验 方法 、条件 、指 标 以及 
内容 。  

温度 循环 试验 后 , 它 们接触 电阻 的增加 量 不得 超过  2 O %。因为 单个 凸焊 点 的接触 电阻约在 1 — 2   mn,   考虑到 测试仪 器的 灵敏度 , 为保证 测试 结果 的可靠  性 和 可重复性 , 在 实 际测试 时可采 用 多个 凸焊点接 
触 电阻 相 串联 的 情形 。  

在进 行剪 切 强 度试 验 时 , 因为 失 效模 式 与 选 
择 的测试 点的 位 置相关 , 要 注 意 选 择 合 适 的 测 试 点 

位 置 。例 如 ,对于 T i . W/ Au作 UB M,测试 点位 置 
通 常选择 在 U BM 上 方 2  m 处 。 若 选 择 在 UB M 上 

表 4 凸焊 点 u BM 质 量考 核试 验 方 法 、条 件 、指标 及 内容 
考 察项 目   试 验 方 法  试 验 条 件 及 指 标  试 验 内 容 

多 执 回 流 

1,3. 5 , 7, 1   0次  ( 对P   b   S 1 1凸焊 点 )   1   2 5   o C( 对P b S n凸焊 

? 盘 属 化系 统 变 化  ? 凸 点 剪切 强度 和先 效 模式 变化  ? 金 属 化 系统 变 化  ? 接 触 电 阻的 变 化  ? 凸 点拉 力 强度和 失 效模 式 变化  ? 凸点 剪切 强 度和 失 效模 式变 化  ?无下填 科 F C OB腐蚀 模 式 
?有 下填 料 F CO B腐 蚀 模 式 

热 稳定性 
高温 存储 

点) ,≥ l   0 0   0  h   I   5 0 a C( 对 Au凸焊  点) ,≥ 1   0 0   0  h  

抗 腐 蚀 能 力 

压 力 蒸 汽 


1 2 l ℃儿5   p   s i g ;   8 5   RH 9 6   h  


4 5   o C, 一 5   5D c到 I   2 5 。 C  
?

( 对P   b   S   n凸 焊 点  .  
?

盘 属 化系 统 变 化 
接 触 电 阻 的 娈 化 

≥ 1 00 0  




力学 可 靠性  

温 度 循 环 

一 4 0   o C到 1 2 5   o c   ( 对 A  u 凸 焊 点 ).  

? 凸 点剪 切强 度和 失 效模 式变 化 
?

无 下填 料 F c0B 失 效 模 式  有下 填料 F c0B 失 效 模 式 

?

≥ 5 0 0投 

对 凸焊 点进 行 横断 面 制 样后 ,可 以通 过 扫描  电子 显微 镜 ( s EM) 、透 射 电 子显 微 镜 ( TEM) 和 
E DX 元 素 分 析 , 检 测 金 属 化 系 统 里 是 否 存 在 和 出   现 Ki r k e n d a l l 空隙 、金 属 问化 台物 和 分层 现 象 。  

? 选 择区域 内衍 射 ( S A D)  ̄ J 确 定 晶体 结构和 晶 
格常数 ;  

? x 射 线 光 电子 能谱( x P s ) 可确 定化台物 状态 ;   ? 俄 歇 谱 仪( AES ) ,成 分 深度 分 布分 析 :   ?扫描 声 学 显微 镜( S AM) ,层 问缺 陷 分析 。  

对 凸焊点 U BM,一般 可 以通 过下 列 多种仪器  和 方式 进 行 分 析和 检 测 :   ?目测 分 析 颜 色 ;   ?x射线 衍 射仪 ( XRD) 可确 定 晶体 结构 ( 面心  立方 或体心 立方 )和化 台物状态 :   ?扫 描 电子 显微镜 r s E M) 成分 分析 ;  
?透 射 电 子 显 微 镜 ( T E M)  ̄ J 确 定 晶 体 结 构 和 颗  粒尺寸;  

5 结 论 
与 引线 键 台 和 自动 载 带焊 相 比 , 由于 倒 装 芯  片技 术所 具有 的优 点适 台 于轻 、薄、短 、小型和 多  I / 0端 数 I c的封装 , 倒 装芯片 技术将 会 成为微 电子  封装 技 术 发展 的主 流  倒装 芯 片 凸焊 点 的制 作 多  采用 电镀 法 、模 板 印刷 法 、 蒸 发法 、钉 头 法和 化 
S e r n i c o nd u c t o r   T e c h n o l o g y  V o 1 . 2 6Ⅳo  6   6 3  

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嗯 
学 镀 法 等 方 法 。 目前 , 牛 产 中 最 常 用 的 是 电 镀  法 、模板 印刷 法 和 蒸发 法 制 作 P b S i 1 焊 料 凸 焊 点  ( 球 ) 和 Au凸 焊 点 , 对 这 样 的 凸 焊 点 , 其 下 都 需  有 一 多 层 金 属 薄 膜 — — UB M , 起 粘 附 和 扩 散 阻 挡  的作用 。  
6  

h a r r i e r s  Th i n   SoI   L d   F| I m  s  I   9 87:I   5 3   31 3  ̄3 28   Te e  P  S.Hua ng   Y w _Tu ng   C  H e t   al  I nve s t i ga l i e n   of   u n de r   h u mp   me t a l l i z a t i o n   s ys t ems   f o r   f l i p — c h i p   a s s e mbl i e s  
2 0 00   I EEE/ CP MT   El e c t r o n i c   Compo ne nt s   a nd   Te c h no l og y   Conf e r e nc c  

Wo ng  C L   How J   Low co   s t  f l i P  c hi P  bum Pi ng  
t ec hnol o gi e s ,1 99 7   I EEE/ CPM T  El   e ct r oni c   Comp one nt s  

本文对 Au 凸焊 点常用 的U B M 的制 作进行 了讨  论 ,包 括溅 射工 艺步 骤 以及靶 材 、溅 射 气氛 的选  择 。对 凸焊 点 uBM 质 量 的考核 ,主 要 是 采用 多  次回流 ( 仅对 P b S n焊 球 ) 、 高温 存 储 、压 力 蒸  汽 和温 度 循 环试 验 , 考 察其 热 稳 定性 、抗 腐蚀 能 
力 和热 . 力 学 可 靠性 。  
9   7  

a nd   Te c hno l o g y   Con f e r e nc e  2 44— 250  
J u ne   E Kl o es e r   I , Na ve   I   e t   al  Re l i a bi t 1 . t y   i n v es t i g a t i o ns   of   di f f e r e n t   hum pi ng  p r oce   s s e s  f or   f l i p   chi p   a nd   TAB 

a p pl i c at i o n s  I   9 96   I EEE/ CPM T  I m’ 1   El e c t r o ni c s   Ma n uf a   c -   t u r i ng   Te c h no l o g y   Sy mpos i um ,2 7 4~2 8】  
8  

Di e t r i c h   L, Wo l f   J , Ehr ma nn   O  e t   a l  W a f e r   b u m pi n g   t ec h —   ni q ue   u s i ng   e l e ct r opl a ing f   or f   h i g h— de n   s e   c h i p   pa c k ag e   P r o c e e d i ng s   oft he   Th i r d   I n t e r n a t i o n al   Sy mp o s i u m  on   El e c —  
t r o ni c   Pa c ka gi ng   Te ch ni q ue 】 9 9 8;Au g  I   7 - 2I  405 ~41 2  

参 考 文 献 
1   La u   J   H  Fl i p   c h i p   t e c h no ] o gl e s , Mc Gr a w— Hi 【 】  N e w  Yo r k,   1   9 96  

Tr a ut   J  Th e   k e y   s p u t t e r   de p o s i t i o n   s t e p  i n   TAB  waf e r   bu mp  

p r oc e s s i n g:opt i mi zi ng   Ti W  a dhe   s i on   a nd   di fu si o n   b a r —   t i e r   p r o pe r t i e s  I 9 91   I EEE/ CHM T   I nt ’ 1   El ec t r o ni c   s   Ma n u —  
f a c t u r i n g   T e c h nol o g y   Sy mp os i um .1 0 ~1 4  

2   贾松 良 胡涛 束 继光 倒 装焊 芯片 的焊球 制作技 术 半 导  
体 技 术, 2 0 0 0 ; 2 5 ( 5   : 2 5 ~ 2 8  

( 收稿 日期 }2   0 0   0】 2I   4)  

3   贾松 良 功 率半导体器 件葛片 背面多层 金属层技 术 半导 悻  
技术,l   9 9 0 ;】 5 f 4 ) : 2 6 ~ 3 O  
4   Opa r o w  s k『J   M ,S| s s on   R  D ,Bi e de r ma n   R  R  el   al   Th e  
ef f e c t   s   of   p r oc e   s s i ng   p ar a me t e r s   on   t he   mi c r o s t r uc t u r e   a n d  

郭江华

男 ,清华 大学 微 电子 所研 究生 -观 正从 事倒 装芯 片盘 凸  

焊 点及 UB M 制 作 的研 究  
王水 弟 男 ,清华大 学微 电子所 副教授  l   9 7 0年毕业 于清 华大学 

pr ope r t i e   s   o f   s put t e r — de pos i t e d   T| W  t h i n   f i l m  di f f us i on  

主 要  事集成 电路 工艺研究 

(上 接 第 5   0史 j  

是 一个位 一个 元件 ,使 MR AM 的 集 成 度 提 高  到 DR A M 水 平 。关 键 在 于 开 发 高 M R比 T MR元 件 。  

T a   Ni . Fe  

日本 T DK 公 司提 出 了图 9所示 的 T MR元件结 构 ,  
其 MR比为 3 1   6 % ,面 积 接 触 电 阻 为 3   3 . 5 n  I x m  。  

自 由 层 
C0. Fe  

实现卓越性 能 的关键 在于将 T MR元件 中的绝 缘膜  厚度减 至 0   7 n m 以下 。为此 日本 T DK公 司研制 出 


绝 缘 层 

A1 0  Co . Fe  

种 创 新 的氧 化 方 法 ,改进 了 AI , O   绝缘膜 的特性 ,  

衬 底 层 

Ru  

使 TMR薄膜 既有较 高的 MR比,又 有较 小的磁 电 
C0 一 Fe  

阻率 ,从而 使噪声信 号减 小且提 高了集成度 。  
抗 磁 层 
Pt - M n  

参 考 文 献 
】   昱姥 红 巨磁 电阻材 料及其 应用开 发+ 中国电子报, 2 0 0 0年 
6月 9 日第 6版 

图 9 日本 T D K 公司的 T MR元件 结构 
6   技洋 树 E l e c t r o n i c s   As i a , 2 0 0 0 ; t 7 ) : Tw 一 1 2  
( 收 稿 日期 :2   0   0   0】 0 0   8)  

2   王 海 新 型磁 电材 料与磁 忙感 器.传感 器拄术  】 9 9 9 : 1   8  
( 3 ) : 4 7 - 5 】  

3   今井 柘司, 高桥 史忠 E l e c t r o n i c s   A   s i a , 1 9 9 9 ; { 7 ) : 3 7 - 4 4  
4   松本 辉患 E l e c t r o n i c s   As i a . 2 0 0 0 :   2 ) : 5 4 - 6 0  

孙 以材
囊 端 。  

男 .1   9 6 1 年 毕业于 b 海 交通大 学 ,现任 河 北工业 ^学 教 

授, 乩事 半 导体测量与传 感器研 究。在 国 内外学 报厦 刊物上 发表论立 7 0  

5   夸井 柘司 E l e c t r o n i c s   A s i a . 2 0 0 0 : f 3 ) : 5 6 - 6 2  
6 4 丰 导谁 技 术 苇 2 6基 苇 6期 

二 00 一 车 六 A  


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