Çip bağlama, bir yarı iletken çipin (veya yonganın) baskılı devre kartı (PCB), kurşun çerçeve veya başka bir çip gibi bir alt tabakaya bağlanması işlemidir. Bu bağlantı şunları sağlar:
- Mekanik destek Çip için.
- Elektrik bağlantıları Çip ile alt tabaka arasında.
- Termal yönetimÇalışma sırasında oluşan ısıyı dağıtır.
- Fiziksel stres giderme Cihaz güvenilirliğini artırmak için.
-
Geleneksel yöntemler:
- Kalıp bağlama (Epoksi gibi yapıştırıcılar kullanılarak yüzü yukarı bakacak şekilde yerleştirme).
- Tel bağlama (Çip pedlerini alt tabaka pedlerine ince tellerle bağlama).
-
Gelişmiş yöntemler:
- Flip-chip bağlama (Lehim tümsekleri ile ters çevrilmiş çip, doğrudan çip-alt tabaka bağlantıları oluşturuyor).
- Yonga yapıştırma (Kesme işleminden önce gofret seviyesinde yapıştırma).
İlk olarak IBM tarafından geliştirilmiştir, flip-chip bağlama Daha yüksek giriş/çıkış yoğunluğu ve gelişmiş elektriksel performans sağlayarak ambalajlama alanında devrim yarattı.
- Genellikle yapıştırıcı uygulanmasını içerir. epoksi kalıp yapıştırıcısı, alt tabakaya veya kurşun çerçeveye.
- Çip yerleştirildi. yüzü yukarıDaha sonraki kablo bağlantısı için erişilebilir bağlantı pedleri mevcuttur.
- Montaj işlemi şu şekilde kürlenir: yeniden akış tüneli veya kontrollü sıcaklıklarda (150–250°C) fırında pişirilerek yapıştırıcı katılaştırılır.
- Bu yöntem iyi mekanik dayanıklılık sağlar ve yaygın olarak kullanılır. BGA ambalajı ve diğer yarı iletken paketleri.
Zorluklar:
- Epoksi reçinenin kalınlığının homojen tutulması, eğilme veya deformasyonu önlemek için çok önemlidir.
- Yapıştırıcı tabakasındaki boşluklar ısı iletkenliğini ve güvenilirliği azaltabilir.
- Çip ters çevrilir, böylece lehim tümsekleri Kalıp pedlerinin yüzeyi alt tabakaya bakar.
- Lehim yenileme işlemi sırasında lehim topakları erir ve hem elektrik Ve mekanik bağlar.
- Bu yöntem, kablo bağlama ihtiyacını ortadan kaldırarak parazitik endüktansı ve direnci azaltır.
- Yüksek yoğunluklu ara bağlantıları destekler, bu da onu aşağıdakiler için ideal kılar: çoklu çip paketi (MCP) Entegrasyon ve gelişmiş yarı iletken cihazlar.
Avantajlar:
- Elektriksel performans ve ısı dağılımı iyileştirildi.
- Daha küçük paket boyutlarına ve daha yüksek G/Ç sayısına olanak tanır.
- Seç ve yerleştir Çip bağlama işleminde, tek tek çiplerin birleştirildiği kritik bir adımdır. seçildi gofretten veya kesme bandından ve yerleştirildi Tam olarak alt tabaka üzerinde.
- Yonga levhalarının dilimlenmesinden sonra, yongalar bant üzerine zayıf bir şekilde yapışık kalır; çip çıkarma Bu mekanizma, talaşı hasar vermeden vakum nozülünün almasını kolaylaştırmak için yavaşça kaldırır.
- Özellikle güvenilir yapıştırma için, çip yerleşiminin (±1 ila 10 mikron) doğru olması şarttır. termal sıkıştırma bağlama Ve ultrasonik yapıştırma süreçler.
Çip Çıkarma
- Doğrama işleminden sonra, cipsler banta zayıf bir şekilde yapışır.
- Çıkarıcı, talaşı hafifçe yukarı kaldırarak vakum nozülünün alması için bir basamak oluşturur.
- Yapışmayı veya hasarı önlemek için bant vakum yardımıyla düz tutulur.
Kalıp yapıştırma filmi (DAF) Geleneksel epoksi uygulamasına göre çeşitli avantajlar sunan, kalıba veya alt tabakaya önceden uygulanan ultra ince bir yapışkan filmdir:
- Sağlar düzgün kalınlık Ve boşluksuz yapıştırma kürleme işleminden sonra.
- Kesme bandı desteğini kalıp yapıştırma yapıştırıcısıyla entegre ederek işlemi basitleştirir.
- Yüksek yoğunluklu yarı iletken paketlemede güvenilirliği artırır, buna şunlar dahildir: istiflenmiş zar Ve paket inceltme.
- her ikisiyle de uyumlu bıçak Ve lazer kesme süreçler.
Dikkate alınması gerekenler:
- Hava hapsini ve film deformasyonunu önlemek için hassas ekipman gerektirir.
- Isı döngüsüne maruz kalan ortamlarda mükemmel ısı direnci ve mekanik dayanıklılık sunar.
Yüzey malzemesinin seçimi yapıştırma sürecini etkiler:
- Kurşun çerçeveler Bunlar, birçok ambalajda kullanılan geleneksel alt tabakalardır.
- PCB'ler Çok yönlülükleri nedeniyle yüksek hacimli, küçük paketli uygulamalarda öne çıkmaktadırlar.
- Gelişmiş alt tabakalar şunları içerebilir: safir, bardak, veya silikon Özel cihazlar için.
Bağlama yöntemleri gibi termal sıkıştırma bağlama Ve ultrasonik yapıştırma Kullanılan yöntemler, alt tabaka malzemesine ve cihaz gereksinimlerine bağlıdır.
- Isıl Sıkıştırma Bağlama: Isı ve basınç kullanarak, genellikle lehim veya iletken yapıştırıcılarla kalıbı alt tabakaya yapıştırır.
- Ultrasonik Bağlama: Ultrasonik enerji kullanarak bağlantılar oluşturur; genellikle tel bağlama ve bazı kalıp yapıştırma uygulamalarında kullanılır.
- Lehim Toplaması Teknolojisi: Çip birleştirme işlemlerinde hayati öneme sahip olan lehim tümsekleri, elektriksel ve mekanik bağlantılar sağlar.
- Yonga Levha Birleştirme: Kesme işleminden önce tüm yonga levhalarını birleştirerek 3 boyutlu entegre devreleri ve gelişmiş paketleme çözümlerini mümkün kılar.
MCP'ler, işlevselliği artırmak ve kapladığı alanı küçültmek için birden fazla yongayı tek bir pakette birleştirir. Etkili yonga bağlama ve alt tabaka bağlantısı, MCP güvenilirliği için hayati öneme sahiptir. Bu bağlamda, aşağıdaki teknikler kullanılır: kalıp yapıştırma film bağlama Ve flip-chip bağlama Yüksek yoğunluklu istiflemeyi ve ara bağlantıyı kolaylaştırır.
- Kalıp bağlama ve çip bağlama Yarı iletken cihaz montajı için temel teşkil ederler ve elektriksel performans ile güvenilirliği etkilerler.
- Geleneksel epoksi kalıp yapıştırıcısı Hala yaygın olarak kullanılmaktadır ancak giderek daha çok şunlarla desteklenmektedir: kalıp yapıştırma filmi (DAF) Daha iyi homojenlik ve süreç verimliliği için.
- Flip-chip bağlama Lehim topakları sayesinde yüksek yoğunluklu, yüksek performanslı paketleme mümkün olur; bu da modern elektronik cihazlar için kritik öneme sahiptir.
- Kesin seç ve yerleştir Ve çip çıkarma Bu mekanizmalar, kalıbın doğru yerleştirilmesini sağlar.
- Bağlama yönteminin seçimi, paket türüne, alt tabakaya ve uygulama gereksinimlerine bağlıdır.
- Bağlama teknolojilerindeki sürekli gelişmeler, daha küçük, daha ince ve daha karmaşık yarı iletken paketlerine doğru olan eğilimi desteklemektedir. BGA ambalajı Ve çoklu çip paketleri.
Çeşitli yönleri anlamak kalıp bağlama Ve çip bağlama Bu teknikler, paketleme performansını ve güvenilirliğini optimize etmeyi hedefleyen yarı iletken üreticileri için hayati önem taşımaktadır. Geleneksel tekniklerden epoksi kalıp yapıştırıcısı gelişmiş flip-chip bağlama Ve filmi ekle Teknolojilerin her biri, belirli uygulamalara uyarlanmış benzersiz avantajlar sunmaktadır. Yarı iletken cihazlar küçülmeye ve çeşitlenmeye devam ettikçe, bu bağlama yeniliklerini benimsemek, gelecekteki endüstri taleplerini karşılamanın anahtarı olacaktır.
Bu dinamik alanda önde kalmak için yarı iletken paketleme ve bağlama teknolojileri hakkında daha fazla bilgi edinin. Bilginizi derinleştirmek ve üretim süreçlerinizi iyileştirmek için bu makaleyi paylaşın veya sektör uzmanlarıyla iletişime geçin!
