चिप बॉन्डिंग से तात्पर्य किसी सेमीकंडक्टर चिप (या डाई) को प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी), लीड फ्रेम या किसी अन्य चिप जैसे सब्सट्रेट से जोड़ने की प्रक्रिया से है। यह जुड़ाव निम्नलिखित लाभ प्रदान करता है:
- यांत्रिक समर्थन चिप के लिए।
- विद्युत कनेक्शन चिप और सब्सट्रेट के बीच।
- तापीय प्रबंधनसंचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी को दूर करना।
- शारीरिक तनाव से राहत उपकरण की विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए।
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पारंपरिक विधियाँ:
- डाई बॉन्डिंग (इपॉक्सी जैसे चिपकने वाले पदार्थों का उपयोग करके सतह ऊपर की ओर करके रखना)।
- तार का जोड़ (चिप पैड को सबस्ट्रेट पैड से पतले तारों से जोड़ना)।
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उन्नत विधियाँ:
- फ्लिप-चिप बॉन्डिंग (चिप को उल्टा करके सोल्डर बम्प्स के साथ चिप को सब्सट्रेट से सीधा जोड़ा गया)।
- वेफर बॉन्डिंग (डाइसिंग से पहले वेफर स्तर पर बॉन्डिंग)।
इसका प्रारंभिक विकास आईबीएम द्वारा किया गया था। फ्लिप-चिप बॉन्डिंग इसने उच्च इनपुट/आउटपुट घनत्व और बेहतर विद्युत प्रदर्शन को सक्षम बनाकर पैकेजिंग में क्रांति ला दी है।
- इसमें चिपकने वाला पदार्थ लगाना शामिल है, आमतौर पर एपॉक्सी डाई अटैचसब्सट्रेट या लीड फ्रेम पर।
- चिप को रखा जाता है सामना करनासाथ ही, वायर बॉन्डिंग के लिए बॉन्डिंग पैड भी उपलब्ध हैं।
- असेंबली को एक रिफ्लो टनल या नियंत्रित तापमान (150-250 डिग्री सेल्सियस) पर ओवन में गर्म करके चिपकने वाले पदार्थ को ठोस बना सकते हैं।
- यह विधि अच्छी यांत्रिक शक्ति प्रदान करती है और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। बीजा पैकेजिंग और अन्य सेमीकंडक्टर पैकेज।
चुनौतियाँ:
- विकृति या विरूपण से बचने के लिए एपॉक्सी की एकसमान मोटाई बनाए रखना महत्वपूर्ण है।
- चिपकने वाली परत में मौजूद रिक्त स्थान तापीय चालकता और विश्वसनीयता को कम कर सकते हैं।
- चिप को इस प्रकार पलटा जाता है कि सोल्डर बम्प्स डाई पैड सब्सट्रेट की ओर मुख किए हुए होते हैं।
- रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान, सोल्डर बम्प्स पिघलते हैं और दोनों का निर्माण करते हैं। विद्युतीय और यांत्रिक बंधन.
- यह विधि वायर बॉन्डिंग की आवश्यकता को समाप्त कर देती है, जिससे परजीवी प्रेरकत्व और प्रतिरोध कम हो जाते हैं।
- यह उच्च घनत्व वाले इंटरकनेक्ट्स को सपोर्ट करता है, जिससे यह इसके लिए आदर्श है। मल्टी-चिप पैकेज (एमसीपी) एकीकरण और उन्नत अर्धचालक उपकरण।
लाभ:
- बेहतर विद्युत प्रदर्शन और ताप अपव्यय।
- इससे पैकेज का आकार छोटा हो जाता है और इनपुट/आउटपुट की संख्या बढ़ जाती है।
- चुनकर रखें यह डाई बॉन्डिंग में एक महत्वपूर्ण चरण है जहां अलग-अलग चिप्स उठाया वेफर या डाइसिंग टेप से और रखा गया ठीक सब्सट्रेट पर।
- वेफर डाइसिंग के बाद, चिप्स टेप से कमजोर रूप से जुड़े रहते हैं; चिप निष्कासन यह तंत्र चिप को धीरे से ऊपर उठाता है ताकि वैक्यूम नोजल उसे बिना नुकसान पहुंचाए आसानी से उठा सके।
- सटीक चिप प्लेसमेंट (±1 से 10 माइक्रोन) विश्वसनीय बॉन्डिंग के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से इसमें। थर्मल संपीड़न बंधन और अल्ट्रासोनिक बॉन्डिंग प्रक्रियाएँ।
चिप निष्कासन
- काटने के बाद, चिप्स टेप से कमजोर तरीके से चिपक जाते हैं।
- इजेक्टर चिप को थोड़ा ऊपर उठाता है, जिससे वैक्यूम नोजल द्वारा उसे उठाने के लिए एक स्टेप बन जाता है।
टेप को चिपकने या खराब होने से बचाने के लिए वैक्यूम की मदद से सपाट रखा जाता है।
डाई अटैच फिल्म (डीएएफ) यह डाई या सब्सट्रेट पर पहले से लगाई गई एक अति पतली चिपकने वाली फिल्म है, जो पारंपरिक एपॉक्सी डिस्पेंसिंग की तुलना में कई लाभ प्रदान करती है:
- प्रदान एकसमान मोटाई और शून्य-मुक्त बंधन उपचार के बाद।
- डाइसिंग टेप सपोर्ट को डाई अटैच एडहेसिव के साथ एकीकृत करके प्रक्रिया को सरल बनाया गया है।
- उच्च घनत्व वाले सेमीकंडक्टर पैकेजिंग में विश्वसनीयता बढ़ाता है, जिसमें शामिल हैं: स्टैक्ड डाई और पैकेज थिनिंग.
- दोनों के साथ संगत ब्लेड और लेजर डाइसिंग प्रक्रियाएँ।
विचारणीय बिंदु:
- हवा के फंसने और फिल्म के विरूपण से बचने के लिए सटीक उपकरणों की आवश्यकता होती है।
- यह ऊष्मीय चक्र वाले वातावरणों के लिए उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है।
सब्सट्रेट का चुनाव बॉन्डिंग प्रक्रिया को प्रभावित करता है:
- लीड फ्रेम ये कई पैकेजिंग में उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक सब्सट्रेट हैं।
- पीसीबी अपनी बहुमुखी प्रतिभा के कारण, ये उच्च मात्रा वाले, छोटे पैकेज वाले अनुप्रयोगों में अग्रणी भूमिका निभाते हैं।
- उन्नत सब्सट्रेट में निम्नलिखित शामिल हो सकते हैं: नीलम, काँच, या सिलिकॉन विशेष उपकरणों के लिए।
बॉन्डिंग विधियाँ जैसे कि थर्मल संपीड़न बंधन और अल्ट्रासोनिक बॉन्डिंग इनका उपयोग सब्सट्रेट सामग्री और डिवाइस की आवश्यकताओं के आधार पर किया जाता है।
- थर्मल कम्प्रेशन बॉन्डिंग: यह डाई को सब्सट्रेट से जोड़ने के लिए गर्मी और दबाव का उपयोग करता है, अक्सर सोल्डर या प्रवाहकीय चिपकने वाले पदार्थों के साथ।
- अल्ट्रासोनिक बॉन्डिंग: यह बॉन्ड बनाने के लिए अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग करता है, जिसका उपयोग आमतौर पर वायर बॉन्डिंग और कुछ डाई अटैच अनुप्रयोगों में किया जाता है।
- सोल्डर बम्प तकनीक: फ्लिप-चिप बॉन्डिंग में आवश्यक, सोल्डर बम्प्स विद्युत और यांत्रिक कनेक्शन प्रदान करते हैं।
- वेफर बॉन्डिंग: यह डाइसिंग से पहले पूरे वेफर्स को जोड़ता है, जिससे 3डी आईसी और उन्नत पैकेजिंग समाधान संभव हो पाते हैं।
एमसीपी (MCP) कार्यक्षमता बढ़ाने और आकार कम करने के लिए एक ही पैकेज में कई डाइज़ को संयोजित करते हैं। प्रभावी डाई बॉन्डिंग और सबस्ट्रेट अटैचमेंट एमसीपी की विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण हैं। कुछ तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। डाई अटैच फिल्म बॉन्डिंग और फ्लिप-चिप बॉन्डिंग उच्च घनत्व वाले स्टैकिंग और इंटरकनेक्टिविटी को सुगम बनाना।
- डाई बॉन्डिंग और चिप बॉन्डिंग ये सेमीकंडक्टर डिवाइस असेंबली के लिए मूलभूत हैं, जो विद्युत प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करते हैं।
- परंपरागत एपॉक्सी डाई अटैच इसका व्यापक रूप से उपयोग जारी है, लेकिन इसमें तेजी से अन्य चीजों का भी उपयोग होने लगा है। डाई अटैच फिल्म (डीएएफ) बेहतर एकरूपता और प्रक्रिया दक्षता के लिए।
- फ्लिप-चिप बॉन्डिंग सोल्डर बम्प्स के साथ उच्च घनत्व, उच्च प्रदर्शन वाली पैकेजिंग संभव हो पाती है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए महत्वपूर्ण है।
- सटीक चुनकर रखें और चिप निष्कासन ये तंत्र सटीक डाई प्लेसमेंट सुनिश्चित करते हैं।
- बॉन्डिंग विधि का चुनाव पैकेज के प्रकार, सब्सट्रेट और अनुप्रयोग की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।
- बॉन्डिंग प्रौद्योगिकियों में हो रही निरंतर प्रगति छोटे, पतले और अधिक जटिल सेमीकंडक्टर पैकेजों की ओर रुझान को बढ़ावा देती है, जैसे कि बीजा पैकेजिंग और मल्टी-चिप पैकेज.
विभिन्न को समझना डाई बॉन्डिंग और चिप बॉन्डिंग पैकेजिंग के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को अनुकूलित करने के उद्देश्य से अर्धचालक निर्माताओं के लिए तकनीकें आवश्यक हैं। पारंपरिक तकनीकों से लेकर एपॉक्सी डाई अटैच उन्नत फ्लिप-चिप बॉन्डिंग और संलग्न फिल्म इन तकनीकों में से प्रत्येक विधि विशिष्ट अनुप्रयोगों के अनुरूप अद्वितीय लाभ प्रदान करती है। जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर उपकरण छोटे और विविध होते जा रहे हैं, भविष्य की औद्योगिक मांगों को पूरा करने के लिए इन बॉन्डिंग नवाचारों को अपनाना महत्वपूर्ण होगा।
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