文章来源：Semika
本文介绍了晶圆级封装(WLP)中使用的各种材料，从光刻胶中的树脂，到晶圆支撑系统(WSS)中的粘合剂，以及各种WLP材料。这些材料在晶圆封装（半导体封装设备有哪些）中发挥着至关重要的作用。
光刻胶
光刻胶是由溶解的可溶性聚合物和光敏材料形成的化合物，当暴露在光能中时，它们会发生化学反应，如降解或融合。在WLP的光刻过程中，它们用于创建预期的图案，同时在随后的电镀过程中，它们也通过电镀金属线作为屏障。构成光刻胶的材料和作用如下：
· 感光剂：通过与光反应而形成图像
· 树脂：在蚀刻或电镀过程中充当屏障，以控制感光性能
· 溶剂：调整光刻胶的表面粘性
光刻胶根据其对光的反应分为正胶或负胶。在正光刻胶中，暴露在光下的区域会发生降解，从而削弱键合，而未暴露的区域则会发生交联，从而加强键合。因此，在开发过程中，已经接收到光线的区域被移除。然而，在负光刻胶的情况下，暴露在光线下的区域经历交联和硬化，导致它们保持完整，而未暴露的区域被移除。
由于负光阻剂比正光阻剂具有更高的粘度，因此在旋转镀膜过程中可以更厚地应用，因此通常用于形成较高的焊点凸起。另一方面，正性光刻胶需要至少涂两次。
光刻过程中使用的光可以根据其波长进行分类，波长以纳米(nm)为单位。在光刻术中，波长较短的光被用来形成更精细的半导体图案，这些图案经过缩放，导致光刻胶的增强。因此，光活性化合物(PAC)用于波长较长的g-line（波长约为436nm的汞光谱线）和i-line（波长约为356纳米的汞光谱线）光阻剂，而化学放大光阻剂（CAR）用于波长较短的光阻剂。至于WLP，他们通常使用i-line步进光刻机。
电镀液
电镀过程中使用的镀液。这些溶液由电镀过程中要镀的金属离子、成为溶解溶液中金属离子的溶剂的酸以及增强镀液和镀层性能的各种添加剂组成。在电镀过程中可以镀上的一些金属包括镍、金、铜、锡和锡/银合金。这些金属以离子的形式存在于镀液中。对于溶剂，一些常用的酸包括硫酸和甲磺酸。同时，添加剂包括矫直剂，它可以限制材料的堆积，使镀层表面平整，晶粒细化剂可以防止镀层晶粒的横向生长，使其随着生长而变得更细。
光刻胶剥离剂
电镀过程完成后，需要用光刻胶剥离剂去除光刻胶，而不能对晶圆片造成化学损伤或留下任何残留物。下图显示了去除光刻胶的过程。首先，光抗蚀剂剥离剂的溶剂在接触光抗蚀剂表面时发生反应，开始膨胀。然后，碱性剥离剂分解并溶解膨胀的光刻胶表面。
蚀刻剂
WLP需要一个溅射过程来产生一层种子层，一层薄薄的溅射或蒸发的金属，用于电镀。该种子层需要在电镀和光刻胶剥离完成后用酸性腐蚀剂溶解。
下图对蚀刻剂的主要成份和作用进行说明。根据要溶解的金属，有铜腐蚀剂、钛腐蚀剂、银腐蚀剂和其他腐蚀剂。这种蚀刻剂应该具有蚀刻选择性——有选择地溶解某些金属，而使其他金属不溶解或只是轻微溶解的能力。它们还应该具有高的蚀刻速率以提高工艺效率，以及工艺均匀性，使蚀刻剂能够以均匀的速率溶解金属，而不管金属在晶圆上的位置如何。
溅射靶材
在物理气相沉积(PVD)过程中，用溅射方法在晶圆上沉积金属薄膜时，使用溅射靶作为材料。下图显示了如何制作这个目标的过程。圆柱体是用与将要溅射的金属层成分相同的原材料制成的，然后经过锻造、压制、热处理，最后形成目标。
底部填充
通过填充衬底和芯片之间的空间或芯片之间的凸起连接，就像倒装芯片键合一样，底部填充增强了连接的可靠性。有两种主要的底部填充过程来填充凸起之间的空间。后填充填充倒装芯片粘合后凸起之间的空间，而预应用的底部填充填充之前的材料。此外，充填后又分为毛细血管底充填(CUF)和模塑底充填(MUF)。在应用倒装芯片键合后，CUF通过毛细管向芯片侧面注入底部填充材料来填充凸起之间的间隙。这增加了芯片和衬底之间的间隙内的表面张力。至于MUF，它允许环氧成型化合物(EMC)10在成型过程中作为填料，并简化了过程。
在底部填充过程中，根据是在芯片级还是在晶圆级进行底部填充，不同地施加底部填充。对于芯片级，根据接头是填充非导电浆料(NCP)还是非导电薄膜(NCF)，使用不同的工艺和材料。对于晶圆层，NCF主要用作底填料。
下图显示了底部填充的材料种类和相关工艺。
在倒装芯片和采用硅通孔(TSV)的芯片堆叠工艺中，底部填充材料是保证接头可靠性的关键部件。因此，材料需要满足空腔填充、界面粘附、热膨胀系数、导热系数和热阻等方面的特定要求。
晶圆支撑系统(WSS)工艺需要能够支撑薄晶圆的载体和临时粘接胶(TBA)。在载体脱粘后，还需要安装胶带将在载体正面和背面形成凸起的薄晶片牢固地固定在环形框架上。
在WSS所涉及的所有材料中，TBA是最重要的。当晶圆和载流子粘合在一起形成TSV封装(四川半导体封装设备厂家有哪些)时，TBA必须在背面过程中保持强大的附着力，而不会损坏晶圆上的凸起。因此，在粘接过程中，必须没有漏气、空洞、分层和漏液(胶粘剂从晶圆片侧面渗出)。因此，具有热稳定性和耐化学性是至关重要的，同时载体也必须易于去除而不留下任何残留物。
尽管硅载体是首选，玻璃载体也经常使用。对于在脱粘过程中使用激光等光的工艺尤其如此，因为它们需要使用玻璃载体。
四川省微电瑞芯科技有限公司是一家专业半导体微组装生产实验检测设备集成供应商， 业务范围： 半导体生产及检测设备； 微组装工艺生产设备； 表面 贴装技术设备； 实验室FA设备 、 电子工业清洗设备及清洗后废水处理设备 。广泛应用于消费类电子、通信终端、工业控制、军工研究所等电子工业领域。
免责声明：文章归原作者所有，转载仅为分享和学习使用，不做任何商业用途！内容如有侵权，请联系本部删除！小编:19181980439
更多的四川半导体微组装设备资讯请联系：18980821008（张生）19382102018（冯小姐）
四川省微电瑞芯科技有限公司http://www.wdrx-semi.com/
