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采用紫外飞秒激光烧蚀电离质谱法对 SnAg 焊料凸点进行三维成分分析
老材料在微电子领域的重要性日益凸显，不仅体现在二级封装（即印刷电路板组装层面），也体现在一级封装（例如，图 1 a 所示的倒装芯片组装）中。1 在这些应用中，各种类型、不同尺寸的焊料凸块用于三维集成电路 (3D-IC) 的复杂互连。1a 典型焊料凸块的构建示意图如图 1 b 所示。当今 300 毫米晶圆级焊料凸块应用技术上最相关的合金材料是电沉积共晶 SnAg。1b 然而，由于 Sn 2+ 和 Ag + 离子的标准还原电位差异很大（ΔE0≈0.94V），通过电化学沉积制造 SnAg 合金是一项艰巨的任务。为了解决这个问题，通常会在 SnAg 电镀液中添加络合剂和螯合剂，这些络合剂和螯合剂选择性地作用于较惰性的 Ag + 离子，从而减慢其沉积速度以与 Sn 2+ 相兼容，并促进两种金属的共沉积。2 这是实现所需合金成分的关键先决条件。3 此类络合剂和螯合剂的另一个补充功能是稳定含 Sn 电解质中的 Ag + 离子，防止其还原为金属 Ag 以及随之而来的 Sn 2+ 氧化
28nm 技术的 3D TSV 中介层和细间距焊料微凸块的质量和可靠性
随着互连密度不断缩小，以及制造更细间距基板的成本不断上升，使用传统有机堆积基板的倒装芯片封装在细间距布线方面面临着重大挑战。为了满足这些需求，TSV 中介层应运而生，成为一种良好的解决方案 [1-3]。TSV 中介层提供高布线密度互连，最大限度地减少 Cu/低 k 芯片与铜填充 TSV 中介层之间的热膨胀系数 (CTE) 失配，并由于芯片到基板的互连更短而提高电气性能。TSV 中介层晶圆是通过在硅晶圆上蚀刻通孔并用金属填充通孔来制造的。业界常用的两种 TSV 方法涉及“先通孔/中通孔”和“后通孔”工艺流程。本文中的工作使用“先通孔/中通孔”流程，因为它提供了互连密度的最大优势。通常，使用深反应离子蚀刻 (DRIE) 工艺蚀刻 TSV 通孔以形成高纵横比通孔。 TSV 的直径通常为 10-20 微米，深度为 50-100 微米。TSV 的壁衬有 SiO2 电介质。然后，形成扩散屏障和铜种子层。通过电化学沉积用铜填充通孔。使用化学机械抛光/平坦化 (CMP) 去除铜覆盖层。使用标准后端制造工艺在中介层顶部形成 M1 – Mx 的互连线。中介层顶部涂有钝化层并形成微凸块焊盘。
通过使用辅助电线（安全颠簸和对峙针迹）
需求是由于粘合材料不良，非平板粘合表面，奇数包装情况还是仅仅是由于对高可靠性的需求；通过正确使用辅助电线，通常可以大大提高线键互连的完整性。辅助电线定义为安全线，安全凸起或隔离针迹（又称凸起的针迹）。旧的待命安全线已经成为一项资产已有几十年了，但是，这被安全颠簸所取代，安全性需要较小的第二键终止区域。此外，僵持针迹（SOS）具有更多的应用程序，并且还具有许多侧面好处，可以将其纳入电路设计中，以获得更好的电线强度性能，更少的互连（死于死亡结合）和较低的环路。隔离针键键合涉及将球碰撞放置在电线互连的一端，然后将电线与另一个球放在互连的另一端，并在先前放置的球碰撞上缝线。这会导致几乎均匀的针键键互连到颠簸，并具有固有的针键键拉力强度的改善。SOS的另一种用途是反向键（在模具键垫上的颠簸上的针键键），通常会导致比标准前向线环的较低的环轮廓，并且环路更强，因为电线尚未在球上方退火（在热影响的区域）。实施SOS的主要障碍是视觉检查员的重新培训和质量部门的批准。