| 标准编号 | GB/T 44791-2024 (GB/T44791-2024) | | 中文名称 | 集成电路三维封装 带凸点圆片减薄工艺过程和评价要求 | | 英文名称 | Integrated circuit 3D packaging - Requirement for bumping-wafer-thining process and evaluation | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | L55 | | 国际标准分类 | 31.200 | | 字数估计 | 13,172 | | 发布日期 | 2024-10-26 | | 实施日期 | 2025-05-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 44791-2024: 集成电路三维封装 带凸点圆片减薄工艺过程和评价要求
ICS 31.200
CCSL55
中华人民共和国国家标准
集成电路三维封装 带凸点圆片减薄工艺
过程和评价要求
processandevaluation
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语、定义和缩略语 1
3.1 术语和定义 1
3.2 缩略语 2
4 一般要求 2
4.1 设备、仪器和工装夹具 2
4.2 材料 3
4.3 注意事项 3
5 详细要求 3
5.1 环境 3
5.2 典型工艺流程 3
5.3 工艺准备 4
5.4 贴保护膜 5
5.5 粗磨 5
5.6 细磨 5
5.7 抛光(必要时) 6
5.8 清洗 6
5.9 紫外解胶(必要时) 6
5.10 揭膜 6
5.11 标识、贮存和转运 6
5.12 包装 7
5.13 记录 7
6 评价要求 7
6.1 贴膜的评价要求 7
6.2 减薄的评价要求 7
6.3 清洗的评价要求 8
6.4 解胶及揭膜的评价要求 8
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本文件由全国集成电路标准化技术委员会(SAC/TC599)归口。
本文件起草单位:中国电子科技集团公司第五十八研究所、神州龙芯智能科技有限公司。
本文件主要起草人:袁世伟、王波、肖汉武、王燕婷、黄海林、肖隆腾、陈明敏。
集成电路三维封装 带凸点圆片减薄工艺
过程和评价要求
1 范围
本文件规定了12in及以下尺寸集成电路三维封装带凸点圆片的减薄工艺(以下简称减薄工艺)过
程和评价要求。
本文件适用于12in及以下尺寸需减薄的带凸点圆片。
注:1in=2.54cm。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 25915.1-2021 洁净室及相关受控环境 第1部分:按粒子浓度划分空气洁净度等级
3 术语、定义和缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
粗糙度 roughness
减薄面加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。
3.1.2
损伤层 damagedlayer
于圆片减薄面逐步向内延伸,最外层为粗糙碎裂的表面结构,中间区域为由最外层带来的裂纹及其
引伸微裂纹组成,再向内为由微裂纹延伸区域延伸的弹性形变区域。
注:损伤层示意图如图1所示。
图1 损伤层示意图
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
注1:测量位置为同一圆片上5点或9点(如图2)位置厚度,最高点与最低点的差值。
注2:测量位置为不同圆片上各取5点或9点(如图2)位置厚度,最高点与最低点的差值。
UV:紫外线(UltravioletRays)
a) 井字测量法 b) 环形测量法
图2 测量的选取位置图
4 一般要求
4.1 设备、仪器和工装夹具
减薄工艺所需设备仪器应定期进行检定和校准。工装夹具应完好无损、洁净,规格尺寸应与工艺要
求相适应,常用设备仪器及工装夹具应符合表1规定。
表1 常用设备仪器及工装夹具
序号 名称 技术要求 用途
1 减薄机
适用于12in及以下圆片;
进给速度:0.1μm/s~10μm/s;
主轴转速:300r/min~5000r/min
带凸点圆减薄
2 贴膜机 适用于12in及以下圆片;真空吸附 带凸点圆片保护膜贴膜
3 揭膜机 适用于12in及以下圆片;真空吸附 带凸点圆片保护膜揭膜
4 测厚仪 接触式或非接触式;精度要求较减薄精度高一个数量级 带凸点圆片厚度测量
5 UV解胶机 适用于12in及以下尺寸圆片 去除紫外膜粘性
6 测量显微镜
适用于12in及以下尺寸圆片
放大倍率要求:30倍~800倍
测量精度要求:±5μm
带凸点圆片检验
7 显微镜
适用于12in及以下尺寸圆片
放大倍率要求:30倍~150倍
带凸点圆片检验
4.2 材料
减薄工艺所使用的材料应符合表2规定。
表2 常用材料及相关要求
序号 名称 主要技术要求 用途
1 保护膜
胶膜厚度需满足凸点高度保护要求,确保贴保护膜过程中不发
生圆片凸点损伤
主要分为UV膜或非UV膜
对圆片正面进行保护
2 磨轮 根据产品特性选择合适的颗粒度 带凸点圆片减薄
3 去离子水 电阻率≥10MΩ·cm 带凸点圆片减薄后的清洗
4 纤维纸 根据产品特性选择合适的无尘等级 带凸点圆片减薄后的检验
5 抛光剂 无残留;无腐蚀 带凸点圆片抛光
6 抛光垫 根据产品特性选择合适的颗粒度 带凸点圆片抛光
4.3 注意事项
4.3.1 安全
带凸点圆片减薄工艺应注意以下安全事项:
a) 设备仪器电源应可靠接地,定期对设备仪器的水、电、气系统进行安全检查;
b) 工艺人员应按设备仪器操作规程所要求的操作顺序操作。
4.3.2 防静电
减薄工艺过程的工作区应满足以下要求:
a) 圆片放置到工作台时,需保持离子风机为开启状态。
b) 在进行贴保护膜和揭正面保护膜操作时,注意贴膜和揭膜速度,防止由于速度过快而产生
静电。
5 详细要求
5.1 环境
带凸点圆片减薄工艺所需环境应满足以下要求:
a) 环境温度:22℃±3℃;
b) 相对湿度:55%±10%;
c) 洁净度:环境洁净度至少应达到GB/T 25915.1-2021中ISO 6级规定。
5.2 典型工艺流程
减薄工艺流程详见图3。
图3 带凸点圆片减薄工艺流程图
5.3 工艺准备
5.3.1 文件
检查并确认使用的工艺文件、图纸、作业指导书等文件的现行有效性和完整性,明确待减薄圆片的
尺寸和减薄要求等要素。
5.3.2 设备和仪器
设备和仪器准备应满足下列要求:
a) 水、电、气、真空等应供应正常;
b) 设备仪器各项指标应在规定范围内(满足4.1要求)。
5.3.3 待减薄圆片确认
带凸点圆片检验要求如下:
a) 圆片应符合工艺文件的相关规定;
b) 圆片不应有破损和裂片现象;
c) 圆片上芯片应符合相关检验标准规定。
5.3.4 磨轮准备
磨轮要求如下:
a) 粗磨减薄:应根据圆片和设备情况选择合适的粗磨磨轮,一般选择金刚石颗粒范围为300目~
600目;
b) 细磨减薄:应根据圆片和设备情况选择合适的细磨磨轮,一般选择金刚石颗粒范围为2000目~
8000目;
c) 磨轮应按不同型号分类放置,并做好分类标志。
5.3.5 保护膜准备
保护膜要求如下:
a) 应根据产品特性选择合适类型的保护膜,主要分为UV膜和非UV膜;
b) 应根据产品特性选择合适平整度的保护膜,一般平整度应控制在±5μm;
c) 各类保护膜应按不同型号分类放置,并做好分类标志;
d) 保护膜有效期应在规定有效期内。
5.4 贴保护膜
贴膜要求见表3。
表3 贴膜要求
序号 影响因素 技术要求
1 滚轮压力
2 滚轮速度
3 滚轮温度
4 台盘温度
圆片贴膜后膜内无气泡、杂质等异常
圆片贴膜后凸点无变形、划伤、缺失等异常
5.5 粗磨
粗磨减薄后带凸点圆片应至少保留目标厚度30μm以上的冗余量,参数一般设置如下:
a) 应根据圆片和设备情况选择合适的磨削厚度,粗磨磨削厚度一般可设为30μm~700μm;
b) 应根据圆片和设备情况选择合适的磨轮,粗磨磨轮金刚石颗粒范围一般为300目~600目;
c) 应根据圆片和设备情况选择合适的主轴转速,主轴转速一般可设为300r/min~5000r/min;
d) 应根据圆片和设备情况选择合适的进给速度,进给速度一般可设为0.1μm/s~10μm/s;
e) 应根据圆片和设备情况选择合适的冷却去离子水速度,冷却去离子水速度一般可设为
0.2L/min~2.0L/min;
f) 应根据圆片和设备情况选择合适的冷却去离子水温度,冷却去离子水温度一般可设为16℃~
22℃。
5.6 细磨
损伤层厚度要求小于2μm,粗糙度Ra要求小于0.2μm时,则需在粗磨后进行细磨,参数一般设
置如下:
a) 应根据圆片和设备情况选择合适的磨削厚度,细磨磨削厚度一般可设为10μm~40μm;
b) 应根据圆片和设备情况选择合适的磨轮,细磨磨轮金刚石颗粒范围一般为2000目~
8000目;
c) 应根据圆片和设备情况选择合适的主轴转速,主轴转速一般可设为300r/min~5000r/min;
d) 应根据圆片和设备情况选择合适的进给速度,进给速度一般可设为0.1μm/s~1μm/s;
e) 应根据圆片和设备情况选择合适的冷却去离子水速度,冷却去离子水速度一般可设为
0.2L/min~2.0L/min;
f) 应根据圆片和设备情况选择合适的冷却去离子水温度,冷却去离子水温度一般可设为16℃~
22℃。
5.7 抛光(必要时)
应根据产品特性及不同的抛光要求选择相应的抛光方法,对损伤层厚度要求小于0.1μm,圆片表
面达到纳米和亚纳米级镜面,则需在细磨后进行抛光。
a) 湿法抛光:通过化学反应和机械作用相结合去除表层材料;选择合适的抛光时间、抛光温度、抛
光剂以及抛光压力。
b) 干法抛光:采用特制磨料的磨轮,不用抛光液、水和化学试剂,可实现圆片的纳米和亚纳米级镜
面加工。选择合适的抛光时间、抛光温度以及抛光压力等。
5.8 清洗
圆片减薄完毕后,需进行清洗,清洗主要分为软毛刷清洗和去离子水清洗。
5.9 紫外解胶(必要时)
当保护膜为UV膜时,减薄后需要进行紫外解胶。解胶时应根据紫外膜材质不同,选择相应的解
胶参数,包括照射时间、照射能量和紫外波长等。紫外解胶一般建议将其黏结性降低到0.08N/mm2 以
下,以保证揭膜后芯片背面无残胶。
5.10 揭膜
揭膜要求如下:
a) UV膜揭膜前应进行紫外光处理,降低减薄膜粘性;
b) 对于一些材质较硬,胶层较厚的减薄膜,揭膜过程中可进行台盘加热;
c) 手动揭膜应根据不同产品及膜的特性确定揭膜速度防止静电产生,揭膜方向一般呈30°~
45°,防止残胶现象;
d) 自动揭膜应根据圆片和设备情况设定揭膜速度及拉力。
5.11 标识、贮存和转运
5.11.1 标识
产品标识应满足以下要求:
a) 需对减薄所产生的产品状态进行状态标识,包括待减薄、待检、合格品和不合格品;
b) 需对检验中所产生的不合格品进行状态识别标识。
5.11.2 贮存
带凸点圆片减薄并检验完后应放置到专用的容器中,并存储在氮气柜或干燥柜中。
5.11.3 转运
转运过程应满足以下要求:
a) 转运容器表面应洁净、光滑,无油污、灰尘、异物等污染源;
b) 转运容器应由无腐蚀的材料制成,具有适中的硬度能够保护产品;
c) 产品加工完转交下一个工序应将产品整齐地排列在专用的转运容器中;
d) 产品加工完转交下一个工序应保证产品无损坏和污染,并进行防静电防护。
5.12 包装
带凸点圆片减薄后,需进行包装,包装一般分为多层,应满足以下要求:
a) 包装材料应外观洁净、无破损;
b) 包装材料应满足相应电路静电防护的要求;
c) 外层包装应达到防潮、防尘的要求,特殊情况下应满足防挤压、防跌落等要求;
d) 包装外部应有电路名称、数量等信息标识。
5.13 记录
需按规定格式填写减薄工艺记录单。减薄工艺记录单应清晰整洁,若有改动,改动处要有签名并填
写改动日期。减薄工艺记录应至少包括日期、人员、圆片型号、批号、凸点类型、凸点高度等。
6 评价要求
6.1 贴膜的评价要求
为了避免带凸点圆片正面贴膜存在缺陷,导致在减薄时出现异常,在正面贴膜后,应对其贴膜质量
进行全面评价,具体要求如下:
a) 贴膜后保护膜膜不应出现由硬质点、杂质、气泡等导致的表面凸起现象(如图4所示);
b) 贴膜后保护膜不应未完全覆盖凸点(如图4所示);
c) 贴膜后保护膜边缘不应出现毛边(如图4所示);
d) 贴膜后保护膜表面或圆片背面不应存在灰尘、颗粒等凸起现象。
a) 杂质导致的保护膜凸起 b) 气泡导致的保护膜凸起
c) 保护膜未完全覆盖凸点 d) 保护膜存在毛边
图4 保护膜异常的主要表现形式
6.2 减薄的评价要求
减薄完成后,产品应根据要求利用显微镜、测厚仪等对圆片进行评价,具体要求如下:
a) 圆片减薄厚度实际值应符合产品设计规范;
b) 圆片TTV、WTW,粗糙度等应符合产品设计规范;
c) 圆片减薄后芯片不应出现擦伤、划伤、破裂等现象(如图5所示);
d) 圆片减薄后芯片凸点不应出现擦伤、划伤......
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