Ikatan cip merujuk kepada proses melekatkan cip semikonduktor (atau acuan) pada substrat seperti papan litar bercetak (PCB), rangka plumbum atau cip lain. Lampiran ini menyediakan:
- Sokongan mekanikal untuk cip itu.
- Sambungan elektrik antara cip dan substrat.
- Pengurusan terma, menghilangkan haba yang dihasilkan semasa operasi.
- Melegakan tekanan fizikal untuk meningkatkan kebolehpercayaan peranti.
-
Kaedah tradisional:
- Ikatan acuan (peletakan menghadap ke atas menggunakan pelekat seperti epoksi).
- Ikatan dawai (menyambungkan pad cip ke pad substrat dengan wayar halus).
-
Kaedah lanjutan:
- Ikatan cip flip (cip terbalik dengan bonggol pateri yang menghasilkan sambungan cip-ke-substrat secara langsung).
- Ikatan wafer (ikatan pada paras wafer sebelum dipotong dadu).
Dibangunkan pada mulanya oleh IBM, ikatan cip flip telah merevolusikan pembungkusan dengan membolehkan ketumpatan I/O yang lebih tinggi dan prestasi elektrik yang lebih baik.
- Melibatkan penggunaan pelekat, biasanya lekat acuan epoksi, ke atas substrat atau rangka plumbum.
- Cip itu diletakkan menghadap ke atas, dengan pad ikatan yang boleh diakses untuk ikatan dawai berikutnya.
- Perhimpunan itu diawetkan dalam terowong aliran semula atau ketuhar pada suhu terkawal (150–250°C), memejalkan pelekat.
- Kaedah ini memberikan kekuatan mekanikal yang baik dan digunakan secara meluas dalam Pembungkusan BGA dan pakej semikonduktor lain.
Cabaran:
- Mengekalkan ketebalan epoksi yang seragam adalah penting untuk mengelakkan melengkung atau ubah bentuk.
- Lompang dalam lapisan pelekat boleh mengurangkan kekonduksian dan kebolehpercayaan terma.
- Cip itu dibalikkan supaya bonggol pateri pada pad acuan menghadap substrat.
- Semasa proses reflow, bonggol pateri mencair dan menghasilkan kedua-duanya elektrik dan ikatan mekanikal.
- Kaedah ini menghapuskan keperluan untuk ikatan dawai, mengurangkan induktans dan rintangan parasit.
- Menyokong sambungan berketumpatan tinggi, menjadikannya sesuai untuk pakej berbilang cip (MCP) integrasi dan peranti semikonduktor termaju.
Kelebihan:
- Prestasi elektrik dan pelesapan haba yang lebih baik.
- Membolehkan saiz pakej yang lebih kecil dan kiraan I/O yang lebih tinggi.
- Pilih dan letakkan merupakan langkah kritikal dalam ikatan acuan di mana cip individu dipilih daripada wafer atau pita dadu dan diletakkan tepat pada substrat.
- Selepas wafer dipotong dadu, serpihan kekal melekat lemah pada pita; a lontaran cip Mekanisme ini mengangkat cip dengan lembut untuk memudahkan pengambilan muncung vakum tanpa kerosakan.
- Peletakan cip yang tepat (±1 hingga 10 mikron) adalah penting untuk ikatan yang andal, terutamanya dalam ikatan mampatan haba dan ikatan ultrasonik proses.
Pelontaran Cip
- Selepas dipotong dadu, kerepek dilekatkan dengan lemah pada pita.
- Ejektor mengangkat cip sedikit, mewujudkan langkah untuk pengambilan muncung vakum.
- Pita dipegang rata dengan vakum untuk mengelakkan melekat atau rosak.
Filem pelekat mati (DAF) ialah filem pelekat ultra nipis yang telah disapu pada acuan atau substrat, menawarkan beberapa kelebihan berbanding kaedah epoksi tradisional:
- Menyediakan ketebalan seragam dan ikatan bebas lompang selepas mengeras.
- Memudahkan proses dengan menyepadukan sokongan pita dadu dengan pelekat pelekat acuan.
- Meningkatkan kebolehpercayaan dalam pembungkusan semikonduktor berketumpatan tinggi, termasuk acuan bertindan dan penipisan pakej.
- Sesuai dengan kedua-duanya bilah dan pemotongan dadu laser proses.
Pertimbangan:
- Memerlukan peralatan yang tepat untuk mengelakkan perangkap udara dan ubah bentuk filem.
- Menawarkan rintangan haba dan kekuatan mekanikal yang sangat baik untuk persekitaran kitaran terma.
Pemilihan substrat memberi kesan kepada proses ikatan:
- Bingkai utama merupakan substrat tradisional yang digunakan dalam banyak pakej.
- PCB mendominasi dalam aplikasi pakej kecil dan bervolum tinggi kerana fleksibilitinya.
- Substrat lanjutan mungkin termasuk nilam, kaca, atau silikon untuk peranti khusus.
Kaedah pengikatan seperti ikatan mampatan haba dan ikatan ultrasonik digunakan bergantung pada bahan substrat dan keperluan peranti.
- Ikatan Mampatan Terma: Menggunakan haba dan tekanan untuk mengikat acuan pada substrat, selalunya dengan pateri atau pelekat konduktif.
- Ikatan Ultrasonik: Menggunakan tenaga ultrasonik untuk mencipta ikatan, yang biasa digunakan dalam ikatan dawai dan beberapa aplikasi pelekat acuan.
- Teknologi Bonggol Pateri: Penting dalam ikatan cip flip, bonggol pateri menyediakan sambungan elektrik dan mekanikal.
- Ikatan Wafer: Menyambungkan keseluruhan wafer sebelum dipotong dadu, membolehkan IC 3D dan penyelesaian pembungkusan termaju.
MCP menggabungkan pelbagai acuan dalam satu pakej untuk meningkatkan fungsi dan mengurangkan jejak. Ikatan acuan dan pelekatan substrat yang berkesan adalah penting untuk kebolehpercayaan MCP. Teknik seperti ikatan filem pasang mati dan ikatan cip flip memudahkan penyusunan dan kesalinghubungan berketumpatan tinggi.
- Ikatan acuan dan ikatan cip adalah asas untuk pemasangan peranti semikonduktor, yang memberi kesan kepada prestasi dan kebolehpercayaan elektrik.
- Tradisional lekat acuan epoksi masih digunakan secara meluas tetapi semakin ditambah dengan filem pelekat acuan (DAF) untuk meningkatkan keseragaman dan kecekapan proses.
- Ikatan cip flip dengan bonggol pateri membolehkan pembungkusan berketumpatan tinggi dan berprestasi tinggi, penting untuk elektronik moden.
- Tepat pilih dan letakkan dan lontaran cip mekanisme memastikan penempatan acuan yang tepat.
- Pemilihan kaedah pengikatan bergantung pada jenis pakej, substrat dan keperluan aplikasi.
- Kemajuan berterusan dalam teknologi ikatan menyokong trend ke arah pakej semikonduktor yang lebih kecil, nipis dan lebih kompleks seperti Pembungkusan BGA dan pakej berbilang cip.
Memahami pelbagai ikatan acuan dan ikatan cip teknik ini penting bagi pengeluar semikonduktor yang bertujuan untuk mengoptimumkan prestasi dan kebolehpercayaan pembungkusan. Daripada tradisional lekat acuan epoksi kepada lanjutan ikatan cip flip dan filem pelekat teknologi, setiap kaedah menawarkan kelebihan unik yang disesuaikan dengan aplikasi tertentu. Memandangkan peranti semikonduktor terus mengecil dan mempelbagaikan, penerimaan inovasi ikatan ini akan menjadi kunci untuk memenuhi permintaan industri masa hadapan.
Terokai lebih lanjut tentang teknologi pembungkusan dan ikatan semikonduktor untuk terus maju dalam bidang dinamik ini. Kongsikan artikel ini atau hubungi pakar industri untuk memperdalam pengetahuan anda dan menambah baik proses pembuatan anda hari ini!
