干冰表面處理技術在系統級封裝的應用

隨著電子封裝短小輕薄的發展,系統級封裝(System-in-PackageSiP)作為一種將封裝體小型化、多功能化的解決方案得到迅速發展。但是隨著SiP體積的縮小及工作頻率的升高,芯片對外界環境的電磁干擾變得越來越敏感,嚴重時影響芯片的正常功能,為了保護封裝體電路的正常工作,目前多采用電磁屏蔽鍍層技術以形成法拉第籠。

 

影響電磁屏蔽性能的主要因素有屏蔽表面的連續導電性和不能有直接穿透屏蔽體的導體,而電磁屏蔽鍍層的附著力和完整性是保證屏蔽效果的前提條件,濺渡屏蔽層前的表面質量對鍍層的結合力有很大的影響。封裝體在切割分離過程中,基板PCB中的Cu金屬受到能量激發后蒸發為氣體,Cu廢氣沿切割溝槽排出時,一部分Cu不可避免地附著于封裝側壁表面,難以通過擦拭、清洗等外力去除,Cu聚利平台注册顆粒嵌在材料表面分子結構中使其粗糙度變小,減小了屏蔽層與封裝體的結合面積,從而使屏蔽層結合力降低,嚴重時可引起鍍層脫落,造成電磁屏蔽功能失效。所以改善切割分離后封裝體的表面質量是提高屏蔽膜可靠性的關鍵。

1111.jpg

目前半導體封裝領域常用的鍍層前處理方式為熱化學粗化拋光、去離子水清洗及等離子體拋光等。熱化學粗化拋光的溫度較高,易腐蝕產品,處理后表面殘留化學物質。去離子水清洗清潔效率較低,水資源浪費嚴重,且只能去除表面粉塵雜質,對切割分離過程中產生的Cu雜質無明顯去除能力。等離子拋光投入成本高,且無法選擇作用面。

 

本文提出一種適用于半導體封裝體表面處理的新型方法,即干冰處理技術。早在1945年,美國就已著手研究CO2的綜合利用,但是至今干冰處理技術的應用只局限于一些較大尺寸、精度要求不高的工業領域,例如在食品、機械工業、農業溫室種植及汽車、航天等大型制造業中,干冰處理技術均已發揮著巨大的應用價值,而在微小化、高精度且對表面有更高要求的半導體封裝領域的應用研究鮮有研究報道。