Полупроводниковая пластина, или «бампированная» пластина (англ. bumped wafer), — это кремниевая подложка (silicon Wafer), содержащая множество идентичных интегральных схем (кристаллов, die), на контактные площадки которых в рамках технологического процесса нанесены столбиковые выводы (bumps). Эта операция (Wafer bumping) является ключевым этапом подготовки к последующему монтажу перевёрнутых кристаллов (flip-chip assembly). Пластина с готовыми бампами представляет собой полуфабрикат для высокоплотной сборки.
Технология формирования выводов
Процесс бампирования выполняется на завершающих стадиях изготовления пластины. После создания основного рисунца схемы на контактные площадки (обычно алюминиевые) последовательно наносятся барьерные слои (under bump metallization, UBM) для обеспечения адгезии, а затем формируются сами выступы. Основные методы: электрохимическое осаждение (electroplating) припоя (сплавы на основе олова, например, SAC305), нанесение припойной пасты методом трафаретной печати или создание золотых или медных столбиков. После нанесения материал оплавляется для формирования сфер.
Применение и дальнейшая обработка
Бампированная пластина поступает на этап разделения на отдельные кристаллы (dicing), после чего каждый кристалл с готовыми выводами может быть установлен на подложку (substrate) корпуса BGA, CSP или непосредственно на печатную плату (Direct Chip Attach, DCA). Такая технология, разработанная и внедрённая компанией IBM в 1960-х годах, стала стандартом для микропроцессоров, графических чипов, чипов памяти и систем-на-кристалле (SoC), где важны минимальные паразитные параметры и эффективный теплоотвод.
Контроль качества
Контроль бампированной пластины включает проверку высоты, диаметра, формы и шага (pitch) бампов с помощью автоматизированных оптических систем (Automated Optical Inspection, AOI), а также электрическое тестирование (Wafer testing). Дефекты, такие как отсутствие бампа (missing bump), слияние соседних выводов (bridging) или неконтролируемое образование интерметаллидов, могут привести к отказу при последующей сборке. Требования к процессу регламентированы отраслевыми стандартами, например, JEDEC JESD22-B111 для испытаний на сопротивление удару при падении (bump shear test).
Источники: JEDEC стандарты (например, JESD22-B111), IPC-7095 «Design and Assembly Process Implementation for BGAs», техническая литература по технологии перевёрнутого кристалла и упаковке микросхем (например, «Area Array Interconnection Handbook»).