Технология «чип-бондинг» (chip bonding) — это процесс прикрепления полупроводникового чипа (или кристалла) к подложке, такой как печатная плата (PCB), выводная рамка или другой чип. Этот способ крепления обеспечивает:
- Механическая поддержка для чипа.
- Электрические соединения между чипом и подложкой.
- Терморегулированиерассеивание тепла, выделяемого во время работы.
- Физическое снятие стресса для повышения надежности устройства.
-
Традиционные методы:
- Склеивание кристаллов (Установка лицевой стороной вверх с использованием клея, например, эпоксидной смолы).
- проволочное соединение (соединение контактных площадок чипа с контактными площадками подложки с помощью тонких проводов).
-
Передовые методы:
- Перевернутое соединение чипов (микросхема перевернута, а паяные контакты обеспечивают прямое соединение микросхемы с подложкой).
- склеивание пластин (склеивание на уровне пластины перед нарезкой).
Первоначально разработанная компанией IBM, флип-чип-бондинг Произвела революцию в области упаковки, обеспечив более высокую плотность ввода-вывода и улучшенные электрические характеристики.
- Включает в себя нанесение клея, как правило. эпоксидная смола для крепления матрицына подложку или выводную рамку.
- Микросхема размещена лицевой стороной вверхс доступными контактными площадками для последующего соединения проводов.
- Изделие отверждается в процессе туннель переплавки или в печи при контролируемой температуре (150–250 °C), что приводит к затвердению клея.
- Этот метод обеспечивает хорошую механическую прочность и широко используется в Упаковка BGA и другие полупроводниковые корпуса.
Проблемы:
- Поддержание равномерной толщины эпоксидного слоя имеет решающее значение для предотвращения деформации или коробления.
- Пустоты в клеевом слое могут снижать теплопроводность и надежность.
- Микросхема перевернута таким образом, что паяные контакты Контактные площадки на кристалле обращены к подложке.
- В процессе оплавления припойные шарики плавятся и образуют оба соединения. электрооборудование и механические связи.
- Этот метод исключает необходимость проволочного соединения, уменьшая паразитную индуктивность и сопротивление.
- Поддерживает соединения высокой плотности, что делает его идеальным для многокристальный корпус (MCP) интеграция и передовые полупроводниковые устройства.
Преимущества:
- Улучшены электрические характеристики и теплоотвод.
- Позволяет уменьшить размер пакетов и увеличить количество операций ввода-вывода.
- Выберите и разместите Это критически важный этап в процессе склеивания кристаллов, на котором отдельные микросхемы соединяются между собой. выбранный из вафли или ленты для нарезки кубиками и размещено точно на подложке.
- После нарезки кремниевых пластин микросхемы остаются слабо прикрепленными к ленте; выброс чипа Этот механизм аккуратно приподнимает чип, облегчая захват его вакуумным соплом без повреждений.
- Точное размещение микросхемы (от ±1 до 10 микрон) имеет решающее значение для надежного соединения, особенно в термокомпрессионная сварка и ультразвуковая сварка процессы.
Извлечение чипа
- После нарезки фишки слабо прилипают к ленте.
- Выталкиватель слегка приподнимает стружку, создавая ступеньку для захвата вакуумным соплом.
— Лента удерживается в плоском положении с помощью вакуума, чтобы предотвратить прилипание или повреждение.
Пленка для крепления кристалла (DAF) Это сверхтонкая клеевая пленка, предварительно нанесенная на кристалл или подложку, обладающая рядом преимуществ по сравнению с традиционным нанесением эпоксидной смолы:
- Предоставляет равномерная толщина и бесшовное склеивание после затвердевания.
- Упрощает процесс за счет интеграции ленты для нарезки кубиков с клеем для крепления штампа.
- Повышает надежность в высокоплотной упаковке полупроводников, включая многослойная матрица и истончение упаковки.
- Совместимо с обоими лезвие и лазерная резка процессы.
Соображения:
- Для предотвращения попадания воздуха и деформации пленки требуется высокоточное оборудование.
- Обладает превосходной термостойкостью и механической прочностью, что позволяет использовать его в условиях термических циклов.
Выбор подложки влияет на процесс склеивания:
- Свинцовые рамки являются традиционными материалами, используемыми во многих видах упаковки.
- Печатные платы Благодаря своей универсальности, они доминируют в приложениях с большим объемом производства и компактными размерами.
- К числу современных субстратов могут относиться сапфир, стекло, или кремний для специализированных устройств.
Методы склеивания, такие как термокомпрессионная сварка и ультразвуковая сварка Они применяются в зависимости от материала подложки и требований к устройству.
- Термокомпрессионная сварка: Для соединения кристалла с подложкой используются тепло и давление, часто с помощью припоя или токопроводящих клеев.
- Ультразвуковая сварка: Применяет ультразвуковую энергию для создания соединений, широко используется в проволочной сварке и некоторых процессах крепления кристаллов.
- Технология паяных шариков: В технологии флип-чип-монтажа паяные шарики играют важную роль, обеспечивая электрические и механические соединения.
- Склеивание пластин: Позволяет соединять целые пластины перед нарезкой, что дает возможность создавать 3D-интегральные схемы и передовые решения для упаковки.
MCP-микросхемы объединяют несколько кристаллов в одном корпусе, что повышает функциональность и уменьшает занимаемую площадь. Эффективное соединение кристаллов и крепление к подложке имеют решающее значение для надежности MCP-микросхем. Такие методы, как... пленочное соединение для крепления кристалла и флип-чип-бондинг облегчает плотную компоновку и обеспечивает взаимосвязь компонентов.
- Склеивание кристаллов и микросхем Они имеют основополагающее значение для сборки полупроводниковых приборов, влияя на электрические характеристики и надежность.
- Традиционный эпоксидная смола для крепления матрицы остается широко используемым, но все чаще дополняется Пленка для крепления кристалла (DAF) для повышения однородности и эффективности процесса.
- Перевернутое соединение чипов Использование паяных шариков позволяет создавать высокоплотные и высокопроизводительные корпуса, что крайне важно для современной электроники.
- Точный выбрать и разместить и выброс чипа Эти механизмы обеспечивают точное размещение кристалла.
- Выбор метода склеивания зависит от типа упаковки, подложки и требований к применению.
- Постоянное совершенствование технологий соединения компонентов поддерживает тенденцию к созданию более компактных, тонких и сложных полупроводниковых корпусов, таких как... Упаковка BGA и многочиповые корпуса.
Понимание различных склеивание кристаллов и склеивание микросхем Технологии имеют важное значение для производителей полупроводников, стремящихся оптимизировать характеристики и надежность упаковки. От традиционных методов эпоксидная смола для крепления матрицы продвинутый флип-чип-бондинг и прикрепляемая пленка В каждой из этих технологий используются уникальные преимущества, адаптированные к конкретным областям применения. Поскольку полупроводниковые устройства продолжают уменьшаться в размерах и диверсифицироваться, внедрение этих инноваций в области соединения станет ключом к удовлетворению будущих потребностей отрасли.
Узнайте больше о технологиях упаковки и склеивания полупроводников, чтобы оставаться впереди в этой динамично развивающейся области. Поделитесь этой статьей или свяжитесь с экспертами отрасли, чтобы углубить свои знания и улучшить производственные процессы уже сегодня!
