晶圆级CSP返修工艺介绍

Zjianeng · 发表于 2021-2-19 11:12

EDA365欢迎您登录！

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册

x

晶圆在现实生活中具有重要应用，缺少晶圆，我们的手机、电脑等将无法制成。而且，高质量晶圆必将为我们制造的产品带来更高的性能。为增进大家对晶圆的了解，本文将对晶圆级CSP的返修工艺予以介绍。

一、晶圆

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。目前国内晶圆生产线以 8英寸和 12 英寸为主。

晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1 片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时，空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，而随着洁净的提高，颗粒数也出现了新的数据特点。

在了解了什么是晶圆后，下面我们将对晶圆级CSP的返修工艺加以阐述。

二、晶圆级CSP的返修工艺

经底部填充的CSP装配，其稳健的机械连接强度得到很大的提升。在二级装配中，由于底部填充，其抵御由于扭转、振动和热疲劳应力的能力得以加强。但经过底部填充的CSP如何进行返修成了我们面临的问题。由于设计的变更，制造过程中的缺陷或产品在使用过程中的失效，有时需要对CSP装配进行返修，而应用传统的底部填充材料是不可以进行返修的，原因是无法将己经固化的填充材料从PCB上清除掉。目前市场上己经有一些可以重工的底部填充材，应用种类材料，便可以实现返修。尽管如此，返修工艺还是面临是如何将失效的CSP移除，以及如何重新整理焊盘，将上面残留的底部填充材料和焊料清除的问题。

经过底部填充的CSP返修工艺和未经底部填充的返修工艺很相似，主要区别在于前者元件被移除后，PCB上会流有底部填充材料，这就要求在焊盘整理过程中，不光要清理掉焊盘上的残余的焊料，还必须清理掉残留的底部填充材料。其返修工艺包括以下几个步骤：

·设置元件移除和重新装配温度曲线;

·移除失效元件;

·焊盘重新整理，清除残留的填充材料和焊料;

·添加锡膏或助焊剂;

·元件重新装配。

元件的移除和焊盘的重新整理过程不同于未做底部填充的CSP装配。在元件移除过程中，需要更高的温度，并且需要机械的扭转动作来克服填充材料对元件的黏着力，只用真空吸取不能将元件移除。焊盘重新整理变成了两个步骤，首先清除PCB上残留的填充材料，然后清除残留在焊盘上的焊料，以获得清洁平整的表面。

由于返修工艺是对PCB局部加热，往往会导致PCB上局部温度过高，而造成元器件受损，基板及附近元件受损，金属间化合物过度生长，基板因局部受热翘曲变形等。这就要求除了精心设置元件移除和贴装温度曲线，优化控制整个返修工艺外，还必须考虑返修设各的性退缩。

对返修设备的要求：

·加热系统可以精确控制，必须能够动态监控板上的温度。

·板底和板面加热可以单独控制，板上临近区域温度以及元件上的温度应尽可能的低，以降低损坏的可能性。

·加热喷嘴热效率高，热量分布均匀，可以有效降低加热系统的工作温度。同一元件上不同的焊点温度差不能超过10℃。