Studju fuq semikondutturi dieproċess ta’ twaħħil, inkluż proċess ta 'twaħħil adeżiv, proċess ta' twaħħil ewtektiku, proċess ta 'twaħħil tal-istann artab, proċess ta' twaħħil tas-sinterizzazzjoni tal-fidda, proċess ta 'twaħħil tal-ippressar bis-sħana, proċess ta' twaħħil flip chip. It-tipi u l-indikaturi tekniċi importanti tat-tagħmir tat-twaħħil tad-die tas-semikondutturi huma introdotti, l-istatus tal-iżvilupp jiġi analizzat, u t-tendenza tal-iżvilupp hija prospettiva.
1 Ħarsa ġenerali lejn l-industrija tas-semikondutturi u l-ippakkjar
L-industrija tas-semikondutturi speċifikament tinkludi materjali u tagħmir ta 'semikondutturi upstream, manifattura ta' semikondutturi midstream, u applikazzjonijiet downstream. l-industrija tas-semikondutturi ta 'pajjiżi bdiet tard, iżda wara kważi għaxar snin ta' żvilupp mgħaġġel, pajjiżna sar l-akbar suq tal-konsumatur tal-prodott semikonduttur fid-dinja u l-akbar suq tat-tagħmir tas-semikondutturi fid-dinja. L-industrija tas-semikondutturi ilha tiżviluppa malajr fil-mod ta 'ġenerazzjoni waħda ta' tagħmir, ġenerazzjoni waħda ta 'proċess, u ġenerazzjoni waħda ta' prodotti. Ir-riċerka dwar il-proċess u t-tagħmir tas-semikondutturi hija l-forza ewlenija li tmexxi għall-progress kontinwu tal-industrija u l-garanzija għall-industrijalizzazzjoni u l-produzzjoni tal-massa ta 'prodotti semikondutturi.
L-istorja tal-iżvilupp tat-teknoloġija tal-ippakkjar tas-semikondutturi hija l-istorja tat-titjib kontinwu tal-prestazzjoni taċ-ċippa u l-minjaturizzazzjoni kontinwa tas-sistemi. Il-forza interna tat-teknoloġija tal-ippakkjar evolviet mill-qasam ta 'smartphones high-end għal oqsma bħall-kompjuters ta' prestazzjoni għolja u l-intelliġenza artifiċjali. L-erba 'stadji tal-iżvilupp tat-teknoloġija tal-ippakkjar tas-semikondutturi huma murija fit-Tabella 1.
Hekk kif in-nodi tal-proċess tal-litografija tas-semikondutturi jimxu lejn 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm, u 2 nm, l-R&D u l-ispejjeż tal-produzzjoni jkomplu jogħlew, ir-rata ta 'rendiment tonqos, u l-Liġi ta' Moore tonqos. Mill-perspettiva tax-xejriet ta 'żvilupp industrijali, attwalment kostretti mil-limiti fiżiċi tad-densità tat-transistor u ż-żieda enormi fl-ispejjeż tal-manifattura, l-ippakkjar qed jiżviluppa fid-direzzjoni ta' minjaturizzazzjoni, densità għolja, prestazzjoni għolja, veloċità għolja, frekwenza għolja u integrazzjoni għolja. L-industrija tas-semikondutturi daħlet fl-era ta 'wara Moore, u l-proċessi avvanzati m'għadhomx iffukati biss fuq l-avvanz tan-nodi tat-teknoloġija tal-manifattura tal-wejfers, iżda gradwalment iduru għal teknoloġija avvanzata tal-ippakkjar. It-teknoloġija avvanzata tal-ippakkjar tista 'mhux biss ittejjeb il-funzjonijiet u żżid il-valur tal-prodott, iżda wkoll tnaqqas b'mod effettiv l-ispejjeż tal-manifattura, u ssir triq importanti biex tkompli l-Liġi ta' Moore. Min-naħa waħda, it-teknoloġija tal-partiċelli tal-qalba tintuża biex taqsam sistemi kumplessi f'diversi teknoloġiji tal-ippakkjar li jistgħu jiġu ppakkjati f'imballaġġ eteroġenju u eteroġenju. Min-naħa l-oħra, it-teknoloġija tas-sistema integrata tintuża biex tintegra apparati ta 'materjali u strutturi differenti, li għandha vantaġġi funzjonali uniċi. L-integrazzjoni ta 'funzjonijiet multipli u apparati ta' materjali differenti hija realizzata bl-użu tat-teknoloġija mikroelettronika, u l-iżvilupp minn ċirkwiti integrati għal sistemi integrati huwa realizzat.
L-ippakkjar tas-semikondutturi huwa l-punt tat-tluq għall-produzzjoni taċ-ċippa u pont bejn id-dinja interna taċ-ċippa u s-sistema esterna. Fil-preżent, minbarra l-imballaġġ tradizzjonali tas-semikondutturi u l-kumpaniji tal-ittestjar, semikondutturiwejferfunderiji, kumpaniji tad-disinn tas-semikondutturi, u kumpaniji ta 'komponenti integrati qed jiżviluppaw b'mod attiv ippakkjar avvanzat jew teknoloġiji ta' ippakkjar ewlenin relatati.
Il-proċessi ewlenin tat-teknoloġija tal-ippakkjar tradizzjonali humawejfertraqqiq, qtugħ, twaħħil tad-die, twaħħil tal-wajer, siġillar tal-plastik, electroplating, qtugħ u molding tal-kustilja, eċċ Fost dawn, il-proċess tat-twaħħil tad-die huwa wieħed mill-proċessi tal-ippakkjar l-aktar kumplessi u kritiċi, u t-tagħmir tal-proċess tat-twaħħil tad-die huwa wkoll wieħed minn it-tagħmir tal-qalba l-aktar kritiku fl-ippakkjar tas-semikondutturi, u huwa wieħed mit-tagħmir tal-ippakkjar bl-ogħla valur tas-suq. Għalkemm it-teknoloġija avvanzata tal-ippakkjar tuża proċessi front-end bħal litografija, inċiżjoni, metallizzazzjoni u planarizzazzjoni, l-aktar proċess importanti tal-ippakkjar għadu l-proċess tat-twaħħil tad-die.
2 Semikondutturi die rbit proċess
2.1 Ħarsa ġenerali
Il-proċess tat-twaħħil tad-die jissejjaħ ukoll tagħbija taċ-ċippa, tagħbija tal-qalba, twaħħil tad-die, proċess tat-twaħħil taċ-ċippa, eċċ. Il-proċess tat-twaħħil tad-die huwa muri fil-Figura 1. B'mod ġenerali, it-twaħħil tad-die huwa li jittella 'ċ-ċippa mill-wejfer bl-użu ta' ras tal-iwweldjar żennuna tal-ġbid bl-użu tal-vakwu, u poġġiha fuq iż-żona nominata tal-kuxxinett tal-qafas taċ-ċomb jew tas-sottostrat tal-ippakkjar taħt gwida viżwali, sabiex iċ-ċippa u l-kuxxinett ikunu mwaħħla u mwaħħla. Il-kwalità u l-effiċjenza tal-proċess tat-twaħħil tad-die se jaffettwaw direttament il-kwalità u l-effiċjenza tat-twaħħil tal-wajer sussegwenti, għalhekk it-twaħħil tad-die hija waħda mit-teknoloġiji ewlenin fil-proċess back-end tas-semikondutturi.
Għal proċessi ta 'ppakkjar ta' prodotti semikondutturi differenti, bħalissa hemm sitt teknoloġiji ewlenin tal-proċess tat-twaħħil tad-die, jiġifieri twaħħil adeżiv, twaħħil ewtektiku, twaħħil tal-istann artab, twaħħil tas-sinterizzazzjoni tal-fidda, twaħħil tal-ippressar bis-sħana, u twaħħil flip-chip. Biex tikseb twaħħil tajjeb taċ-ċippa, huwa meħtieġ li l-elementi ewlenin tal-proċess fil-proċess tat-twaħħil tad-die jikkooperaw ma 'xulxin, prinċipalment inklużi materjali ta' twaħħil tad-die, temperatura, ħin, pressjoni u elementi oħra.
2. 2 Proċess ta 'twaħħil adeżiv
Waqt it-twaħħil tal-kolla, jeħtieġ li jiġi applikat ċertu ammont ta 'kolla fuq il-qafas taċ-ċomb jew is-sottostrat tal-pakkett qabel ma tpoġġi ċ-ċippa, u mbagħad ir-ras tal-irbit tad-die jiġbor iċ-ċippa, u permezz ta' gwida tal-viżjoni tal-magni, iċ-ċippa titqiegħed b'mod preċiż fuq it-twaħħil pożizzjoni tal-qafas taċ-ċomb jew sottostrat tal-pakkett miksi bil-kolla, u ċerta forza ta 'twaħħil tad-die hija applikata għaċ-ċippa permezz tar-ras tal-magna tat-twaħħil tad-die, li tifforma saff li jwaħħal bejn iċ-ċippa u ċ-ċomb frejm jew sottostrat tal-pakkett, sabiex jinkiseb l-iskop li tgħaqqad, tinstalla u tiffissa ċ-ċippa. Dan il-proċess ta 'twaħħil tad-die jissejjaħ ukoll proċess ta' twaħħil tal-kolla minħabba li l-adeżiv jeħtieġ li jiġi applikat quddiem il-magna tat-twaħħil tad-die.
L-adeżivi użati b'mod komuni jinkludu materjali semikondutturi bħal reżina epossidika u pejst tal-fidda konduttiv. It-twaħħil adeżiv huwa l-proċess ta 'twaħħil tad-die taċ-ċippa semikondutturi l-aktar użat minħabba li l-proċess huwa relattivament sempliċi, l-ispiża hija baxxa, u tista' tintuża varjetà ta 'materjali.
2.3 Proċess ta 'twaħħil ewtektiku
Matul it-twaħħil ewtektiku, il-materjal tat-twaħħil ewtektiku ġeneralment jiġi applikat minn qabel fuq il-qiegħ taċ-ċippa jew il-qafas taċ-ċomb. It-tagħmir ta 'twaħħil ewtektiku jiġbor iċ-ċippa u huwa ggwidat mis-sistema ta' viżjoni tal-magni biex ipoġġi b'mod preċiż iċ-ċippa fil-pożizzjoni ta 'twaħħil korrispondenti tal-qafas taċ-ċomb. Iċ-ċippa u l-qafas taċ-ċomb jiffurmaw interface ta 'twaħħil ewtektiku bejn iċ-ċippa u s-sottostrat tal-pakkett taħt l-azzjoni magħquda ta' tisħin u pressjoni. Il-proċess ta 'twaħħil ewtektiku ħafna drabi jintuża fil-qafas taċ-ċomb u l-ippakkjar tas-sottostrat taċ-ċeramika.
Materjali ta 'twaħħil ewtektiku ġeneralment jitħalltu minn żewġ materjali f'ċerta temperatura. Materjali komunement użati jinkludu deheb u landa, deheb u silikon, eċċ Meta tuża l-proċess ta 'twaħħil ewtektiku, il-modulu tat-trażmissjoni tal-binarji fejn jinsab il-qafas taċ-ċomb se jsaħħan minn qabel il-qafas. Iċ-ċavetta għar-realizzazzjoni tal-proċess tat-twaħħil ewtektiku hija li l-materjal tat-twaħħil ewtektiku jista 'jidub f'temperatura ferm taħt il-punt tat-tidwib taż-żewġ materjali kostitwenti biex jiffurmaw rabta. Sabiex jiġi evitat li l-qafas jiġi ossidizzat matul il-proċess ta 'twaħħil ewtektiku, il-proċess ta' twaħħil ewtektiku spiss juża wkoll gassijiet protettivi bħal gass imħallat ta 'idroġenu u nitroġenu biex jiddaħħal fil-binarju biex jipproteġi l-qafas taċ-ċomb.
2. 4 Proċess ta 'twaħħil tal-istann artab
Meta twaħħil tal-istann artab, qabel ma tpoġġi ċ-ċippa, il-pożizzjoni tat-twaħħil fuq il-qafas taċ-ċomb hija fil-landa u ppressata, jew doppja tal-landa, u l-qafas taċ-ċomb jeħtieġ li jissaħħan fil-binarju. Il-vantaġġ tal-proċess tat-twaħħil tal-istann artab huwa konduttività termali tajba, u l-iżvantaġġ huwa li huwa faċli biex jossidizza u l-proċess huwa relattivament ikkumplikat. Huwa adattat għall-ippakkjar tal-qafas taċ-ċomb ta 'apparati tal-enerġija, bħall-ippakkjar tal-kontorn tat-transistor.
2. 5 Proċess ta 'twaħħil tas-sinterizzazzjoni tal-fidda
L-aktar proċess ta 'twaħħil promettenti għaċ-ċippa attwali tas-semikondutturi tal-enerġija tat-tielet ġenerazzjoni huwa l-użu tat-teknoloġija tas-sinterizzazzjoni tal-partiċelli tal-metall, li tħallat polimeri bħal reżina epossidika responsabbli għall-konnessjoni fil-kolla konduttiva. Għandu konduttività elettrika eċċellenti, konduttività termali, u karatteristiċi ta 'servizz b'temperatura għolja. Hija wkoll teknoloġija ewlenija għal aktar skoperti fl-ippakkjar tas-semikondutturi tat-tielet ġenerazzjoni f'dawn l-aħħar snin.
2.6 Proċess tat-twaħħil tat-termokompressjoni
Fl-applikazzjoni tal-ippakkjar ta 'ċirkwiti integrati tridimensjonali ta' prestazzjoni għolja, minħabba t-tnaqqis kontinwu tal-pitch input/output tal-interkonnessjoni taċ-ċippa, id-daqs tal-bump u l-pitch, il-kumpanija tas-semikondutturi Intel nediet proċess ta 'twaħħil termokompressjoni għal applikazzjonijiet avvanzati ta' twaħħil ta 'żift żgħir, twaħħil ċkejkna ċipep bump b'pitch ta '40 sa 50 μm jew saħansitra 10 μm. Il-proċess tat-twaħħil tat-termokompressjoni huwa adattat għal applikazzjonijiet ta 'ċippa għal wejfer u ċippa għal substrat. Bħala proċess mgħaġġel f'diversi stadji, il-proċess tat-twaħħil tat-termokompressjoni jiffaċċja sfidi fi kwistjonijiet ta 'kontroll tal-proċess, bħal temperatura irregolari u tidwib inkontrollabbli ta' istann ta 'volum żgħir. Waqt it-twaħħil tat-termokompressjoni, it-temperatura, il-pressjoni, il-pożizzjoni, eċċ għandhom jissodisfaw rekwiżiti preċiżi ta 'kontroll.
2.7 Proċess tat-twaħħil taċ-ċippa flip
Il-prinċipju tal-proċess tat-twaħħil taċ-ċippa flip huwa muri fil-Figura 2. Il-mekkaniżmu tal-flip jiġbor iċ-ċippa mill-wejfer u jdawwarha 180 ° biex jittrasferixxi ċ-ċippa. Iż-żennuna tar-ras tal-issaldjar jiġbor iċ-ċippa mill-mekkaniżmu flip, u d-direzzjoni tal-bump taċ-ċippa hija 'l isfel. Wara li ż-żennuna tar-ras tal-iwweldjar timxi lejn il-quċċata tas-sottostrat tal-ippakkjar, timxi 'l isfel biex tgħaqqad u tiffissa ċ-ċippa fuq is-sottostrat tal-ippakkjar.
L-imballaġġ flip chip huwa teknoloġija avvanzata ta 'interkonnessjoni taċ-ċippa u saret id-direzzjoni ewlenija tal-iżvilupp tat-teknoloġija avvanzata tal-ippakkjar. Għandu l-karatteristiċi ta 'densità għolja, prestazzjoni għolja, irqiq u qasir, u jista' jissodisfa r-rekwiżiti ta 'żvilupp ta' prodotti elettroniċi tal-konsumatur bħal smartphones u pilloli. Il-proċess tat-twaħħil tal-flip chip jagħmel l-ispiża tal-ippakkjar aktar baxxa u jista 'jirrealizza ċipep f'munzelli u ippakkjar tridimensjonali. Huwa użat ħafna fl-oqsma tat-teknoloġija tal-ippakkjar bħal ippakkjar integrat 2.5D/3D, ippakkjar fil-livell tal-wejfer, u ippakkjar fil-livell tas-sistema. Il-proċess tat-twaħħil tal-flip chip huwa l-proċess ta 'twaħħil ta' die solidu l-aktar użat u użat ħafna fit-teknoloġija avvanzata tal-ippakkjar.
Ħin tal-post: Nov-18-2024