Pengikatan chip mengacu pada proses menempelkan chip semikonduktor (atau die) ke substrat seperti papan sirkuit tercetak (PCB), rangka timah, atau chip lain. Penempelan ini memberikan:
- Dukungan mekanis untuk chip tersebut.
- Sambungan listrik antara chip dan substrat.
- Manajemen termal, untuk menghilangkan panas yang dihasilkan selama pengoperasian.
- Pelepasan stres fisik untuk meningkatkan keandalan perangkat.
-
Metode tradisional:
- Pengikatan cetakan (penempatan menghadap ke atas menggunakan perekat seperti epoksi).
- Pengikatan kawat (menghubungkan bantalan chip ke bantalan substrat dengan kawat halus).
-
Metode lanjutan:
- Pengikatan flip-chip (chip dibalik dengan tonjolan solder yang menciptakan koneksi langsung antara chip dan substrat).
- Pengikatan wafer (pengikatan pada tingkat wafer sebelum pemotongan).
Awalnya dikembangkan oleh IBM, pengikatan flip-chip telah merevolusi pengemasan dengan memungkinkan kepadatan I/O yang lebih tinggi dan peningkatan kinerja listrik.
- Melibatkan pengaplikasian perekat, biasanya perekat cetakan epoksi, ke substrat atau kerangka timah.
- Chip tersebut ditempatkan menghadap ke atas, dengan bantalan penghubung yang mudah diakses untuk pengikatan kawat selanjutnya.
- Rakitan tersebut dikeringkan di dalam terowongan reflow atau oven pada suhu terkontrol (150–250°C), yang akan memadatkan perekat.
- Metode ini memberikan kekuatan mekanik yang baik dan banyak digunakan dalam Kemasan BGA dan paket semikonduktor lainnya.
Tantangan:
- Mempertahankan ketebalan epoksi yang seragam sangat penting untuk menghindari perubahan bentuk atau deformasi.
- Rongga-rongga pada lapisan perekat dapat mengurangi konduktivitas termal dan keandalan.
- Chip tersebut dibalik sehingga gumpalan solder pada bantalan die menghadap substrat.
- Selama proses reflow, gumpalan solder meleleh dan menciptakan keduanya. listrik Dan ikatan mekanis.
- Metode ini menghilangkan kebutuhan akan pengikatan kawat, mengurangi induktansi dan resistansi parasit.
- Mendukung interkoneksi kepadatan tinggi, sehingga ideal untuk paket multi-chip (MCP) integrasi dan perangkat semikonduktor canggih.
Keuntungan:
- Peningkatan kinerja listrik dan pembuangan panas.
- Memungkinkan ukuran paket yang lebih kecil dan jumlah I/O yang lebih tinggi.
- Pilih dan tempatkan merupakan langkah penting dalam proses die bonding di mana setiap chip individual memilih dari wafer atau pita pemotong dan ditempatkan tepat di atas substrat.
- Setelah pemotongan wafer, chip tetap melekat lemah pada pita; pengeluaran chip Mekanisme tersebut dengan lembut mengangkat chip untuk mempermudah pengambilan oleh nosel vakum tanpa merusaknya.
- Penempatan chip yang akurat (±1 hingga 10 mikron) sangat penting untuk pengikatan yang andal, terutama dalam pengikatan kompresi termal Dan pengikatan ultrasonik proses.
Pengeluaran Chip
- Setelah dipotong dadu, kepingan tersebut menempel lemah pada selotip.
- Ejektor sedikit mengangkat chip, menciptakan pijakan untuk pengambilan oleh nosel vakum.
- Pita perekat ditekan rata menggunakan vakum untuk mencegah lengket atau kerusakan.
Film perekat die (DAF) adalah lapisan perekat ultra tipis yang telah diaplikasikan sebelumnya pada cetakan atau substrat, menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan dengan metode pengaplikasian epoksi tradisional:
- Menyediakan ketebalan seragam Dan ikatan tanpa rongga setelah pengeringan.
- Menyederhanakan proses dengan mengintegrasikan dukungan pita pemotong dengan perekat pemasangan cetakan.
- Meningkatkan keandalan dalam pengemasan semikonduktor berdensitas tinggi, termasuk dadu bertumpuk Dan penipisan kemasan.
- Kompatibel dengan keduanya bilah Dan pemotongan laser proses.
Pertimbangan:
- Membutuhkan peralatan yang presisi untuk menghindari masuknya udara dan deformasi lapisan film.
- Menawarkan ketahanan panas dan kekuatan mekanik yang sangat baik untuk lingkungan dengan siklus termal.
Pemilihan substrat memengaruhi proses pengikatan:
- Rangka timah merupakan substrat tradisional yang digunakan dalam banyak kemasan.
- PCB mendominasi dalam aplikasi kemasan kecil bervolume tinggi karena keserbagunaannya.
- Substrat canggih mungkin meliputi: safir, kaca, atau silikon untuk perangkat khusus.
Metode pengikatan seperti pengikatan kompresi termal Dan pengikatan ultrasonik digunakan tergantung pada bahan substrat dan persyaratan perangkat.
- Pengikatan Kompresi Termal: Menggunakan panas dan tekanan untuk merekatkan chip ke substrat, seringkali dengan solder atau perekat konduktif.
- Pengikatan Ultrasonik: Menggunakan energi ultrasonik untuk menciptakan ikatan, umumnya digunakan dalam pengikatan kawat dan beberapa aplikasi pemasangan die.
- Teknologi Solder Bump: Penting dalam proses penyambungan flip-chip, gumpalan solder menyediakan koneksi listrik dan mekanis.
- Pengikatan Wafer: Menggabungkan seluruh wafer sebelum dipotong, memungkinkan pembuatan IC 3D dan solusi pengemasan canggih.
MCP menggabungkan beberapa die dalam satu paket untuk meningkatkan fungsionalitas dan mengurangi ukuran. Pengikatan die dan pemasangan substrat yang efektif sangat penting untuk keandalan MCP. Teknik seperti perekat film die attach Dan pengikatan flip-chip memfasilitasi penumpukan dan interkonektivitas dengan kepadatan tinggi.
- Pengikatan die dan pengikatan chip merupakan komponen dasar dalam perakitan perangkat semikonduktor, yang berdampak pada kinerja dan keandalan listrik.
- Tradisional perekat cetakan epoksi tetap digunakan secara luas tetapi semakin dilengkapi dengan Film perekat die (DAF) untuk meningkatkan keseragaman dan efisiensi proses.
- Pengikatan flip-chip Dengan menggunakan solder bump, memungkinkan pengemasan dengan kepadatan tinggi dan kinerja tinggi, yang sangat penting untuk elektronik modern.
- Tepat pilih dan tempatkan Dan pengeluaran chip mekanisme tersebut memastikan penempatan cetakan yang akurat.
- Pemilihan metode perekatan bergantung pada jenis kemasan, substrat, dan persyaratan aplikasi.
- Kemajuan berkelanjutan dalam teknologi pengikatan mendukung tren menuju kemasan semikonduktor yang lebih kecil, lebih tipis, dan lebih kompleks, seperti: Kemasan BGA Dan paket multi-chip.
Memahami berbagai hal ikatan die Dan pengikatan chip Penggunaan teknik ini sangat penting bagi produsen semikonduktor yang bertujuan untuk mengoptimalkan kinerja dan keandalan pengemasan. Dari teknik tradisional perekat cetakan epoksi ke tingkat lanjut pengikatan flip-chip Dan film terlampir Dari berbagai teknologi, setiap metode menawarkan keunggulan unik yang disesuaikan dengan aplikasi spesifik. Seiring dengan terus menyusut dan beragamnya perangkat semikonduktor, mengadopsi inovasi pengikatan ini akan menjadi kunci untuk memenuhi tuntutan industri di masa depan.
Pelajari lebih lanjut tentang teknologi pengemasan dan pengikatan semikonduktor untuk tetap unggul di bidang yang dinamis ini. Bagikan artikel ini atau hubungi pakar industri untuk memperdalam pengetahuan Anda dan meningkatkan proses manufaktur Anda hari ini!
