晶圓級CSP裝配工藝的印刷鋼網(wǎng)的設(shè)計和制作

1）印刷鋼網(wǎng)的設(shè)計

印刷鋼網(wǎng)的設(shè)計及制作工藝影響到錫膏印刷品質(zhì)、裝配良率和可靠性?？紤]與當前工藝的兼容性，鋼網(wǎng)厚 度的選擇既要考慮晶圓級CSP對錫膏量的要求，同時又要保證滿足板上其他元件對錫膏量的要求。目前工廠 內(nèi)6 mil或5 mil厚度的鋼網(wǎng)較常見，但是對于0.4 mm的晶圓級CSP可能并不合適，有時可能需要選用4 mil厚 的鋼網(wǎng)。使用較厚鋼網(wǎng)印刷，可能會導致錫量過多而橋連，或者塞孔導致印刷不完整。較薄的鋼網(wǎng)印刷，脫 模比較容易，錫膏傳送效率較高，但可能會導致錫量少的問題。合適的開孔設(shè)計，理想的寬深（厚）比，或 開孔面積比可以獲得滿意的印刷效果。那么，什么是合適的開孔面積比呢？我們說獲得較高的錫膏傳送效率 的面積比就是最佳的開孔面積比。錫膏的傳送效率F＝實際獲得的錫膏量V/1理論錫膏量×100％。對于圓形 開孔開以采用如下方法計算其面積比s

譬如，在厚度為4 mil的鋼網(wǎng)上開一直徑為9 mil的圓形孔，則其面積之比為s=9/（4×4）=56.25％，理論 錫膏量為V=3.14×（9×9/4）×4＝254（立方毫英寸）。

對于方形開孔開以采用如下方法計算其面積比s：

譬如，在厚度為4 mil的鋼網(wǎng)上開一邊長為9 mil的方孔，則其面積之比為s＝9/（4×4）＝56.25％，理論錫膏量為V＝（9×9）×4=324（立方毫英寸）。

根據(jù)經(jīng)驗值，當開孔面積比s＞/=0.67時，錫膏傳送效率會較高，印刷效果好。通過圖1可以看到錫膏傳送 效率和開孔面積比之間的關(guān)系。我們可以發(fā)現(xiàn)，隨著開孔面積比的增大，錫膏傳送效率也隨之提高。

圖1 傳送效率和開孔面積比之間的關(guān)系

通過錫膏量的標準偏差，可以了解每個焊盤上錫膏量是否均勻。標準偏差越小，說明錫膏量越均勻。比較 錫膏量的標準偏差和開孔面積比之間的關(guān)系，在圖2中我們可以發(fā)現(xiàn)，開孔面積比越大，錫膏量的標準偏差 越小，印刷的一致性越好。

對于球間距是0.4 mm的晶圓級CSP推薦如下的鋼網(wǎng)設(shè)計：

①鋼網(wǎng)厚度為4 mil，可以才用9 mil的方孔或10 mil的圓孔；

②鋼網(wǎng)厚度為5 mil，推薦采用10 mil的方孔或11 mil的圓孔。

對于球間距是0.5 mm的晶圓級CSP推薦如下的鋼網(wǎng)設(shè)計：

鋼網(wǎng)厚度4～6 mil，推薦采用11 mil方孔。

2）印刷鋼網(wǎng)的制作

印刷鋼網(wǎng)的材料一般為不銹鋼箔，根據(jù)使用的工藝也有其他的一些材料，如鎳等。鋼網(wǎng)上孔的開設(shè)可以應(yīng) 用化學蝕刻、激光切割、化學蝕刻與激光切割相結(jié)合，以及電鑄的方式（Electroform），這幾種制作方法 所獲得的開孔質(zhì)量不一樣，成本也會有較大差別。激光和電鑄獲得的開孔質(zhì)量較好，但價格也會比較高。對 于密間距高精度的應(yīng)用，如晶圓級CSP，一般采用激光切割，甚至應(yīng)用電鑄的方式。但在印刷背面基準點的 制作，需要應(yīng)用半蝕刻的方法。利用激光將孔切割好之后，一般需要將孔壁和鋼網(wǎng)表面電解拋光，去除毛刺 和金屬熔渣及一些氧化物，以保滿意的證印刷品質(zhì)。該道工序非常重要，印刷時脫模不好，或錫膏被拉尖， 塞孔往往與孔壁粗糙或毛刺相關(guān)。有時還需要在鋼網(wǎng)表面上鍍鎳，防止磨損，改善脫模效果。

圖2 標準偏差與面積比之間的關(guān)系

化學蝕刻、激光切割和電鑄所獲得開孔質(zhì)量比較如圖3、圖4和圖5所示。

　圖3 化學蝕刻工藝——應(yīng)用于精度沒有嚴格要求的場合圖4 激光切割工藝——應(yīng)用于較高精度、細間距的元件

圖5 電鑄工藝——應(yīng)用于高精度、超細間距的元件或超薄印刷模板

一般的鋼網(wǎng)制造商都可以將制造公差控制在±1 mil，對于制作好的印刷鋼網(wǎng)，我們重點需要檢查表面及孔壁是否光滑平整、鋼網(wǎng)張力是否符合要求及開孔尺寸位置和形狀誤差是否在允許的范圍內(nèi)這幾個方面。印刷鋼網(wǎng)由于很薄，很脆弱，在運輸使用過程中需要小心保護。鋼網(wǎng)的保養(yǎng)也非常重要，使用完之后需要徹底清潔，在無外力的情況下放置于支架上，保持平整。對于出現(xiàn)“硬幣效應(yīng)”或磨損的鋼網(wǎng)，需要及時報廢，更換新的印刷鋼網(wǎng)。

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