Le collage de puces désigne le procédé de fixation d'une puce semi-conductrice (ou matrice) sur un substrat tel qu'une carte de circuit imprimé (PCB), un cadre de connexion ou une autre puce. Cette fixation permet :
- Support mécanique pour la puce.
- connexions électriques entre la puce et le substrat.
- Gestion thermique, dissipant la chaleur générée pendant le fonctionnement.
- Soulagement du stress physique améliorer la fiabilité des appareils.
Développé initialement par IBM, collage flip-chip a révolutionné le packaging en permettant une densité d'E/S plus élevée et des performances électriques améliorées.
- Cela implique l'application d'un adhésif, généralement matrice époxy, sur le substrat ou le cadre conducteur.
- La puce est placée face visible, avec des plots de connexion accessibles pour le câblage ultérieur.
- L'assemblage est durci dans un tunnel de refusion ou au four à des températures contrôlées (150–250°C), solidifiant l’adhésif.
- Cette méthode offre une bonne résistance mécanique et est largement utilisée dans Emballage BGA et autres boîtiers de semi-conducteurs.
Défis :
- Il est essentiel de maintenir une épaisseur d'époxy uniforme pour éviter tout gauchissement ou déformation.
- Les vides dans la couche adhésive peuvent réduire la conductivité thermique et la fiabilité.
- La puce est retournée de sorte que bosses de soudure sur les plots de la puce orientés vers le substrat.
- Lors du processus de refusion, les billes de soudure fondent et créent à la fois électrique et liaisons mécaniques.
- Cette méthode élimine le besoin de câblage, réduisant ainsi l'inductance et la résistance parasites.
- Il prend en charge les interconnexions haute densité, ce qui le rend idéal pour boîtier multi-puces (MCP) intégration et dispositifs semi-conducteurs avancés.
Avantages :
- Performances électriques et dissipation thermique améliorées.
- Permet de réduire la taille des boîtiers et d'augmenter le nombre d'E/S.
- Choisir et placer est une étape cruciale du collage de puces où les puces individuelles sont choisi à partir de la plaquette ou du ruban de découpe et mis précisément sur le substrat.
- Après le découpage des plaquettes, les puces restent faiblement collées au ruban adhésif ; éjection de la puce Ce mécanisme soulève délicatement la puce pour faciliter sa prise par la buse d'aspiration sans l'endommager.
- Un positionnement précis de la puce (±1 à 10 microns) est essentiel pour une liaison fiable, notamment dans collage par compression thermique et collage par ultrasons processus.
Éjection des copeaux
Après découpe, les morceaux adhèrent faiblement au ruban adhésif.
- L'éjecteur soulève légèrement la puce, créant un rebord pour la prise par la buse d'aspiration.
- Le ruban adhésif est maintenu à plat par aspiration pour éviter qu'il ne colle ou ne s'abîme.
Film de fixation de matrice (DAF) est un film adhésif ultra-mince pré-appliqué sur la puce ou le substrat, offrant plusieurs avantages par rapport à la distribution d'époxy traditionnelle :
- Fournit épaisseur uniforme et collage sans vide après séchage.
- Simplifie le processus en intégrant le support de ruban de découpe à l'adhésif de fixation de la matrice.
- Améliore la fiabilité des boîtiers de semi-conducteurs haute densité, notamment dés empilés et amincissement de l'emballage.
- Compatible avec les deux lame et découpe au laser processus.
Considérations :
- Nécessite un équipement de précision pour éviter l'emprisonnement d'air et la déformation du film.
- Offre une excellente résistance à la chaleur et une grande robustesse mécanique pour les environnements à cycles thermiques.
Le choix du substrat influe sur le processus de liaison :
- Cadres de plomb sont des substrats traditionnels utilisés dans de nombreux emballages.
- circuits imprimés Elles dominent les applications à grand volume et à petit format grâce à leur polyvalence.
- Les substrats avancés peuvent inclure saphir, verre, ou silicium pour les appareils spécialisés.
Les méthodes de collage telles que collage par compression thermique et collage par ultrasons sont utilisées en fonction du matériau du substrat et des exigences du dispositif.
- Collage par compression thermique : Utilise la chaleur et la pression pour lier la puce au substrat, souvent avec de la soudure ou des adhésifs conducteurs.
- Collage par ultrasons : Utilise l'énergie ultrasonique pour créer des liaisons, une technique couramment employée dans le câblage et certaines applications de fixation de puces.
- Technologie de soudure par billes : Essentielles dans le procédé de liaison flip-chip, les billes de soudure assurent les connexions électriques et mécaniques.
- Collage de plaquettes : Assemble des plaquettes entières avant le découpage, permettant la fabrication de circuits intégrés 3D et de solutions d'encapsulation avancées.
Les MCP (Multi-Chip Processors) intègrent plusieurs puces dans un seul boîtier afin d'améliorer leurs fonctionnalités et de réduire leur encombrement. Un collage efficace des puces et une fixation optimale au substrat sont essentiels à la fiabilité des MCP. Des techniques comme… collage de film de fixation de puce et collage flip-chip faciliter l'empilement haute densité et l'interconnexion.
- Collage de puces et collage de puces sont fondamentales pour l'assemblage des dispositifs semi-conducteurs, et ont un impact sur leurs performances électriques et leur fiabilité.
- Traditionnel matrice époxy reste largement utilisé mais est de plus en plus complété par film de fixation de matrice (DAF) pour une meilleure uniformité et une efficacité de processus accrue.
- Collage flip-chip L'utilisation de plots de soudure permet un conditionnement haute densité et haute performance, essentiel pour l'électronique moderne.
- Précis choisir et placer et éjection de la puce Des mécanismes garantissent un positionnement précis de la matrice.
- Le choix de la méthode de collage dépend du type de boîtier, du substrat et des exigences de l'application.
- Les progrès constants des technologies de liaison soutiennent la tendance vers des boîtiers de semi-conducteurs plus petits, plus fins et plus complexes, tels que : Emballage BGA et boîtiers multi-puces.
Comprendre les différentes collage de puces et collage de puces Les techniques traditionnelles sont essentielles pour les fabricants de semi-conducteurs qui cherchent à optimiser les performances et la fiabilité de leurs boîtiers. matrice époxy à avancé collage flip-chip et le film attaché Chaque technologie offre des avantages uniques adaptés à des applications spécifiques. Face à la miniaturisation et à la diversification croissantes des semi-conducteurs, l'adoption de ces innovations en matière de liaison sera essentielle pour répondre aux besoins futurs de l'industrie.
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