晶圓級芯片尺寸封裝上用于電流傳輸?shù)暮附油裹c(diǎn)、金凸點(diǎn)、銅柱以及銅線等都需要用到光阻層，然后才能通過電鍍形成最后金屬結(jié)構(gòu)。本文主要介紹厚膜光刻膠在晶圓級封裝中的應(yīng)用。 德國Suss公司 與IC制造時(shí)使用的光刻膠相比，大多數(shù)封裝技術(shù)中所用到的光阻層要厚很多，比如在二次布線、倒裝芯片的晶圓凸點(diǎn)、TAB、COG、一些CSP中芯片與基板互連的銅柱技術(shù)以及MCM-D多層基板等應(yīng)用場合，上述兩種光阻材料的特征尺寸以及厚度通常在5um至100um之間，所以光刻膠必須采用較高的高寬比(線條尺寸與厚度之比)。
焊接凸點(diǎn)間距通常只有150um，所以要求光阻層厚度在50到100um之間。電鍍后的焊料經(jīng)過再流焊形成焊球，此時(shí)雖然對精度與光阻層的側(cè)壁角度并不很關(guān)心，但印刷重復(fù)性卻非常重要。金凸點(diǎn)主要用于TAB與COG技術(shù)，間距細(xì)時(shí)通常會低至40um，有時(shí)凸點(diǎn)之間相隔只有10um。此時(shí)精度與光阻層側(cè)壁角度都十分重要，因?yàn)楣庾鑼拥男螤顚Q定金屬凸點(diǎn)的最終形狀，光阻層厚度通常為20～30um。銅柱技術(shù)也需要很厚的光刻膠，可達(dá)150um，如富士通的“超級CSP”技術(shù)。該技術(shù)具有良好應(yīng)力緩沖特性，因此能達(dá)到很高的封裝可靠性[1]。從芯片外圍的小焊盤重新引線到遍布整個(gè)芯片的平面陣列其精度一般在10到20um之間，布線通常在10um厚的單層聚合物上進(jìn)行，此時(shí)用的是相對較薄的光刻膠(10um)。
厚膜光刻膠印刷設(shè)備
常用厚膜光阻材料印刷設(shè)備都是專用貼近式應(yīng)用工具，可以將掩膜影像直接投射到光阻層上。它不需要光學(xué)制板，而且膜層比較厚時(shí)所需的場深通常要比投射系統(tǒng)的要大。此外貼近式印刷機(jī)比復(fù)雜的步進(jìn)投影方式更為可靠，同時(shí)用一個(gè)掩模對整個(gè)晶圓進(jìn)行曝光還可以得到較高的產(chǎn)量[2]。現(xiàn)代貼近式工具都采用了非常完善的照明系統(tǒng)，可以減少會影響印刷性能的衍射效應(yīng)。作為一種全場式系統(tǒng)，這類設(shè)備不需要分步-重復(fù)式印刷過程。晶圓尺寸較大時(shí)，掩模對位比分步方式困難得多，但是采用溫控夾具可以消除掩模與晶圓之間在尺寸上的偏差。由于對精度要求很高，所以在生成IC圖形時(shí)也使用貼近式工具，此時(shí)雖然掩模與晶圓間的曝光間隙通常都保持很小的距離，但在厚膜光刻膠應(yīng)用中由于對精度要求較低，所以這一間隙可以增加到50～100um，而這就比較容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)這個(gè)距離既不會影響成品率也不需要再對掩模進(jìn)行清洗。
晶圓凸點(diǎn)技術(shù)中的光刻膠工藝
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