銅基半導體上的化鍍

對于銅基的半導體，鎳和金的鍍液與鋁基的半導體相同。通常會使用幾個酸性清潔步驟來清除雜質，並從I/O電路板表面去除銅氧化物。銅的活化步驟類似于層壓板鍍層行業中使用的步驟，通常使用基于钯的催化劑。鍍銅半導體的專業知識在于能夠有選擇性地催化銅I/O電路板，而不激活周圍的保護層。

這些化鍍過程本質上成本較低，並且除了倒裝芯片和晶圓級芯片級封裝凸塊之外，還可以用于各種不同的應用，包括：

  • 聚合物倒裝芯片（1-5um的鎳金 + 導電環氧樹脂）

  • 各向異性的導電膠（10-25um高的鎳金 + ACF或ACA材料）

  • 用于引線鍵合的銅和鋁焊盤的表面處理 (2-5 微米的鎳金、鎳钯或鎳钯金)

  • 用于探針測試的銅焊盤的表面處理 (2-5 微米鎳金、鎳钯或鎳钯金)

通過化鍍生産線批量處理晶圓盒，可實現高通量，從而降低成本。鍍鎳過程具有高度選擇性，只會在暴露的金屬表面（鋁或銅）上鍍層，為這種UBM沈積技術帶來了重大的成本優勢。與用于沈積UBM的傳統技術相比，使用化鍍鎳具有以下優勢：

  • 無需定義可焊區域的加工步驟（例如真空金屬沈積、光刻和掩模蝕刻）

  • 一個系統可以處理所有尺寸的晶圓，且無需更換設備（3″ 到12″）

  • 化鍍技術的資本投資相對較小

  • 減少運營成本（人工和間接成本）

化鍍工藝應用于集成電路領域也並非易事，這主要是因為制造電路所涉及的材料和工藝會因晶圓廠而異。鋁 (或銅) 合金成分、焊盤金屬下方的微觀結構、鈍化層材料及其質量、焊盤電勢以及能量敏感性 (輻射和接地效應) 都將影響鍍鎳速度、均勻性和鎳與鋁 (或銅) 焊盤的附著力。

由于工藝細節 (行業內部訣竅) 通常不被視為可專利化，因此工藝開發者會將他們的工藝視為專有技術。因此，有關化鍍鎳層的詳細信息並不容易獲得。

工藝過程中的前三個步驟對于確定鍍層過程的整體選擇性、鎳的形貌以及鎳與鋁 (或銅) 焊盤的附著力至關重要。通常，能夠生成細顆粒、均勻、薄的催化劑 (鋅或钯) 層的工藝將産生最佳的鍍鎳結構。特定的化學成分和絕對成分比例對于生産這種所需的結構至關重要。在制造環境中實施工藝時，除了選擇合適的化鍍化學成分之外，還必須考慮化學品的可用性、産地、價格、毒理學、槽壽命、廢物處理/處置以及環境問題。