征求意見稿-高密度異構(gòu)集成芯片封裝技術(shù)規(guī)范

1T/UNPXXXX—2025高密度異構(gòu)集成芯片封裝技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了高密度異構(gòu)集成芯片封裝的總體要求、封裝準(zhǔn)備、高密度異構(gòu)集成、封裝成型、質(zhì)量驗收、標(biāo)志、標(biāo)簽和包裝、檔案管理。本文件適用于高密度異構(gòu)集成芯片的封裝。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲運圖示標(biāo)志GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫GB/T2423.3環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗GB/T2423.5環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ea和導(dǎo)則：沖擊GB/T2423.22環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗N：溫度變化GB/T28030接地導(dǎo)通電阻測試儀GB/T30552電纜導(dǎo)體用鋁合金線GB/T36356功率半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片技術(shù)規(guī)范JB/T6148邵氏硬度計JB/T11271接觸（觸針）式表面輪廓測量儀3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1芯片die由半導(dǎo)體晶圓分割而成，它可由分立器件或集成電路組成。[來源：GB/T35010.1—2018，3.1.1]3.2晶圓wafer集成電路制作所用的硅晶片。[來源：GB/T41213—2021，3.1]3.3封裝package為一個或多個半導(dǎo)體芯片膜元件或其他元件提供電連接并提供機械和環(huán)境保護的包封件。[來源：GB/T35010.1—2018，3.2.7]3.4硅通孔throughsiliconvia；TSV通過在芯片之間或晶圓之間制作垂直貫穿襯底的金屬化孔，實現(xiàn)金屬互連的技術(shù)。[來源：GB/T35010.1—2018，3.3.14]4總體要求4.1設(shè)備要求2T/UNPXXXX—20254.1.1表面輪廓儀應(yīng)符合JB/T11271的規(guī)定。4.1.2電阻測試儀應(yīng)符合GB/T28030的規(guī)定。4.1.3邵氏硬度計應(yīng)符合JB/T6148的規(guī)定。4.2零部件要求4.2.1芯片芯片應(yīng)符合GB/T36356的規(guī)定。4.2.2封裝基板封裝基板厚度應(yīng)置于0.18mm～0.24mm，其線路邦定寬應(yīng)≥0.025mm，邦定距應(yīng)≥0.02mm，表面粗糙度應(yīng)≤0.7μm。4.3材料要求4.3.1焊球焊球純度應(yīng)≥99.99%，其直徑應(yīng)置于0.04mm～0.06mm。4.3.2金線金線應(yīng)符合GB/T30552的規(guī)定。5封裝準(zhǔn)備5.1晶圓研磨將晶圓按以下步驟進(jìn)行研磨：a)在晶圓正面粘貼保護紫外線藍(lán)膜膠帶；b)將晶圓安置在帶有保護膠帶的晶圓貼片上；c)研磨晶圓，直至厚度達(dá)到20μm；d)照射紫外線，降低膠帶的粘合力；e)剝離膠帶，確保膠帶無殘留物留在晶圓表面；f)將晶圓切割一半，分離出芯片。5.2芯片清洗芯片按以下步驟進(jìn)行清洗：a)將取出的芯片置于由去離子水與專用清洗劑按10:1比例精心調(diào)配而成的清洗液中浸泡15min；b)浸泡完成后，將芯片轉(zhuǎn)移至超聲波清洗設(shè)備中；c)設(shè)定超聲波頻率為40kHz，清洗時間為10min；d)清洗完成后，使用高純度氮氣進(jìn)行吹干；e)采用光學(xué)顯微鏡和表面輪廓儀等設(shè)備將清洗吹干后的芯片進(jìn)行表面潔凈度檢測，其表面污染物殘留量應(yīng)≤0.1ng/cm2,表面粗糙度應(yīng)≤0.5nm，測試不合格的芯片不應(yīng)進(jìn)入下一工序。5.3基板清洗基板按以下步驟進(jìn)行清洗：a)使用去離子水對基板進(jìn)行沖洗，沖洗時間為5min，水流速度控制在3L/min；a)清洗完成后，使用高純度氮氣進(jìn)行吹干；b)采用電阻測試儀對吹干后的基板進(jìn)行電阻測試，其表面絕緣電阻應(yīng)＞1000MΩ,測試不合格的基板不應(yīng)進(jìn)入下一工序。6高密度異構(gòu)集成6.1鍵合機互連3T/UNPXXXX—2025將芯片按以下步驟進(jìn)行鍵合機互連：a)鍵合前，將清洗后的芯片放入鍵合機，并讓金線纏繞焊球。利用鍵合機的高精度視覺系統(tǒng)，通過被纏繞后的焊球，將芯片凸點與基板焊盤對準(zhǔn)鍵合，對準(zhǔn)精度達(dá)到±1μm；b)鍵合過程中，采用熱壓鍵合工藝，控制鍵合溫度在250℃~300℃,鍵合壓力在5N～10N，鍵合時間為5s～10s；c)鍵合后，使用電阻測試儀檢測芯片與基板之間的接觸電阻，確保接觸電阻控制在1mΩ以下，采用拉力測試設(shè)備測試鍵合點的拉力強度，拉力強度應(yīng)達(dá)到5N以上；d)將結(jié)果記錄存檔，對不合格產(chǎn)品進(jìn)行分析和改進(jìn)。6.2TSV互連將芯片按以下步驟進(jìn)行TSV互連：a)使用深反應(yīng)離子刻蝕（DRIE，DeepreactivelonEtching）技術(shù)在芯片上刻蝕出直徑為10μm的硅通孔，刻蝕速率控制在2μm/min。在刻蝕過程中，刻蝕氣體流量控制在20scc/min，射頻功率設(shè)定為100W；b)采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)（CVD，ChemicalVaporDeposition）進(jìn)行絕緣層沉積，沉積的二氧化硅絕緣層厚度為1μm。在沉積過程中，沉積溫度控制在400℃,氣體流量控制在30scc/mc)使用電鍍工藝填充銅金屬，銅層厚度達(dá)到5μm。在電鍍過程中，電鍍液中硫酸銅濃度控制在150g/L，電流密度設(shè)定為2A/dm2，電阻控制在0.5mΩ以下；d)填充完成后，采用掃描電子顯微鏡觀察TSV的填充情況和界面質(zhì)量，使用四探針測試儀檢測TSV的電阻值；e)將結(jié)果記錄存檔，對不合格產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)或重新制作。7封裝成型7.1注塑成型按以下步驟進(jìn)行注塑成型操作：a)將完成芯片互連的組件放入模具中；b)注塑成型前，對模具進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度控制在120℃;c)注入環(huán)氧樹脂液態(tài)封裝材料，注塑壓力控制在10MPa～20MPa，注塑溫度為180℃,注塑時間置于30s～60s；d)注塑完成后，應(yīng)確保封裝材料填充均勻，無氣泡、缺料等缺陷；e)將結(jié)果記錄存檔，對不合格產(chǎn)品進(jìn)行分析和改進(jìn)。7.2固化成型按以下步驟進(jìn)行固化成型操作：a)將注塑后的芯片置于固化爐中，固化溫度設(shè)定為150℃,固化時間為120min。在固化過程中，固化爐內(nèi)的溫度均勻性控制在±3℃以內(nèi)；b)固化完成后，使用邵氏硬度計檢測封裝材料的硬度，硬度應(yīng)達(dá)到邵氏D80；c)采用熱重分析儀測試封裝材料的熱穩(wěn)定性，在250℃以下重量損失應(yīng)控制在1%以內(nèi)；d)對合格封裝體進(jìn)行標(biāo)識，進(jìn)入下一工序；對不合格產(chǎn)品進(jìn)行分類處理，分析原因并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。8質(zhì)量驗收8.1外觀檢驗采用目視法檢驗封裝體表面應(yīng)清潔無塵，無破損、缺角、劃痕、毛邊等缺陷。8.2可靠性測試8.2.1高溫存儲試驗4T/UNPXXXX—2025將封裝體放置在1000℃環(huán)境中，保持2000h，按GB/T2423.2的規(guī)定進(jìn)行高溫試驗，試驗后封裝體應(yīng)無變形、變色、有裂紋或發(fā)生故障。8.2.2低溫儲存試驗將封裝體放置在-65℃環(huán)境中，保持100h，按GB/T2423.1的規(guī)定進(jìn)行低溫試驗，試驗后封裝體應(yīng)無變形、變色、有裂紋或發(fā)生故障。8.2.3溫度循環(huán)試驗將封裝體置于-55℃至125℃的高低溫交替環(huán)境中循環(huán)1000次，按GB/T2423.22的規(guī)定進(jìn)行溫度循環(huán)試驗，試驗后封裝體應(yīng)無變形、變色、裂紋或發(fā)生故障。8.2.4濕度試驗將封裝體置于溫度40℃、濕度85%RH的環(huán)境中持續(xù)12h，按GB/T2423.3的規(guī)定進(jìn)行抗潮濕試驗，試驗后封裝體應(yīng)無變形、變色、裂紋或發(fā)生故障。8.2.5機械沖擊試驗將封裝體按GB/T2423.5的規(guī)定，以100m/s2的沖擊加速度、11ms的沖擊持續(xù)時間進(jìn)行3次機械沖擊試驗，試驗后封裝體應(yīng)無變形、裂紋或發(fā)生故障。9標(biāo)志、標(biāo)簽和包裝9.1標(biāo)志、標(biāo)簽9.1.1產(chǎn)品標(biāo)簽內(nèi)容包括但不限于：a)制造廠商標(biāo)、名稱、地址；b)產(chǎn)品名稱和型號；c)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號；d)合格標(biāo)識；e)出廠日期和出廠編號。9.1.2包裝箱上的包裝儲運圖示標(biāo)志應(yīng)按GB/T191的規(guī)定選擇使用。9.2包裝產(chǎn)品包裝應(yīng)保證產(chǎn)品不受損傷，且包裝材料應(yīng)防靜電、防潮、防雨、防塵、防擠壓，不易發(fā)生損壞、氧化及降低性能等情況。10檔案管理在執(zhí)行第5章、第6章、第7章、第8章所規(guī)定的各個階段的操作過程中，應(yīng)將以下內(nèi)容進(jìn)行記錄并保存為檔案資料：a)執(zhí)行各個階段程序指示的人員姓名；b)時間；c)地點；d)執(zhí)行的具體操作內(nèi)容；e)操作的結(jié)果或觀察到的現(xiàn)象；f)質(zhì)