Studiu nantu à a filiera semiconductoraprucessu di ligame, cumpresu u prucessu di legame adesivu, u prucessu di ligame eutetticu, u prucessu di ligame di saldatura morbida, u prucessu di ligame di sinterizzazione di l'argentu, u prucessu di ligame di pressa à caldu, u prucessu di legame flip chip. I tipi è l'indicatori tecnichi impurtanti di l'equipaggiu di ligame di semiconductor sò intrudutti, u statu di sviluppu hè analizatu, è a tendenza di u sviluppu hè pruspettiva.
1 Panoramica di l'industria di i semiconduttori è l'imballaggio
L'industria di i semiconduttori include specificamente i materiali è l'equipaggiu di semiconduttori upstream, a fabricazione di semiconduttori midstream è applicazioni downstream. l'industria di i semiconduttori di u mo paese hà cuminciatu tardi, ma dopu à quasi deci anni di rapidu sviluppu, u mo paese hè diventatu u più grande mercatu di cunsumatori di prudutti di semiconduttori in u mondu è u più grande mercatu di l'equipaggiu di semiconduttori in u mondu. L'industria di i semiconduttori hè stata sviluppata rapidamente in u modu di una generazione d'equipaggiu, una generazione di prucessu è una generazione di prudutti. A ricerca nantu à u prucessu è l'equipaggiu di i semiconduttori hè a forza motrice di u core per u prugressu cuntinuu di l'industria è a guaranzia per l'industrializazione è a pruduzzioni di massa di i prudutti di semiconduttori.
A storia di sviluppu di a tecnulugia di imballaggio di semiconductor hè a storia di a migliione cuntinua di u rendiment di chip è a miniaturizazione cuntinua di i sistemi. A forza motrice interna di a tecnulugia di imballaggio hà evolutu da u campu di i telefoni intelligenti high-end à campi cum'è l'informatica d'alta prestazione è l'intelligenza artificiale. I quattru fasi di u sviluppu di a tecnulugia di imballaggio di semiconductor sò mostrati in a Tabella 1.
Siccomu i nodi di u prucessu di litografia di semiconductori si movenu versu 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm è 2 nm, i costi di R&D è di produzzione cuntinueghjanu à cresce, u rendimentu diminuisce, è a Legge di Moore rallenta. Da a perspettiva di i tendenzi di u sviluppu industriale, attualmente limitatu da i limiti fisichi di a densità di transistor è l'aumentu enormu di i costi di fabricazione, l'imballu si sviluppa in a direzzione di miniaturizazione, alta densità, altu rendiment, alta velocità, alta frequenza è alta integrazione. L'industria di i semiconduttori hè entrata in l'era post-Moore, è i prucessi avanzati ùn sò più solu focu annantu à l'avanzamentu di i nodi di a tecnulugia di fabricazione di wafer, ma si stende gradualmente à a tecnulugia di imballaggio avanzata. A tecnulugia di imballaggio avanzata pò micca solu migliurà e funzioni è aumentà u valore di u produttu, ma ancu riduce in modu efficace i costi di fabricazione, diventendu una strada impurtante per cuntinuà a Legge di Moore. Da una banda, a tecnulugia di particella di core hè aduprata per split sistemi cumplessi in parechje tecnulugia di imballaggio chì ponu esse imballati in imballaggi eterogenei è eterogenei. Per d 'altra banda, a tecnulugia di u sistema integratu hè aduprata per integrà i dispositi di diversi materiali è strutture, chì hà vantaghji funziunali unichi. L'integrazione di parechje funzioni è dispusitivi di diversi materiali hè realizatu cù a tecnulugia di microelettronica, è u sviluppu da i circuiti integrati à i sistemi integrati hè realizatu.
L'imballaggio semiconductor hè u puntu di partenza per a produzzione di chip è un ponte trà u mondu internu di u chip è u sistema esternu. Attualmente, in più di l'imballaggio di semiconductor tradiziunale è cumpagnie di teste, semiconductorostiafonderie, cumpagnie di design di semiconductor, è cumpagnie di cumpunenti integrati sviluppanu attivamente imballaggi avanzati o tecnulugii di imballaggio chjave rilativi.
I prucessi principali di a tecnulugia di imballaggio tradiziunale sòostiathinning, cutting, die bonding, wire bonding, plastic sealing, electroplating, rib cutting and molding, etc. Frà elli, u prucessu di bonding die hè unu di i prucessi di imballaggio più cumplessi è critichi, è l'equipaggiu di prucessu di bonding die hè ancu unu di l'equipaggiu core più criticu in l'imballaggio di semiconductor, è hè unu di l'equipaggiu di imballaggio cù u più altu valore di u mercatu. Ancu s'è a tecnulugia di imballaggio avanzata usa prucessi di front-end cum'è a litografia, l'incisione, a metallizazione è a planarizazione, u prucessu di imballaggio più impurtante hè sempre u prucessu di bonding die.
2 Prucessu di ligame di semiconduttori
2.1 Panoramica
U prucessu di bonding die hè ancu chjamatu chip loading, core loading, die bonding, chip bonding process, etc. U prucessu di bonding die hè mostratu in Figura 1. In generale, u bonding die hè di coglie u chip da u wafer usendu un capu di saldatura. ugello di aspirazione aduprendu u vacuum, è mette nantu à l'area designata di u pad di u quadru di piombo o di u sustrato di imballaggio sottu guida visuale, in modu chì u chip è u pad sò ligati è fissi. A qualità è l'efficienza di u prucessu di ligame di a fustellata affettanu direttamente a qualità è l'efficienza di u ligame di u filu sussegwente, cusì u ligame di u filu hè una di e tecnulugia chjave in u prucessu di back-end di semiconductor.
Per i diversi prucessi di imballaggio di i prudutti di i semiconduttori, ci sò attualmente sei tecnulugii principali di processu di legame di fustelle, vale à dì incollamentu adesivu, bonding eutectic, bonding solder soft, bonding di sinterizzazione d'argentu, bonding pressing à caldu è bonding flip-chip. Per ottene un bonu ligame di chip, hè necessariu di fà chì l'elementi chjave di u prucessu in u prucessu di ligame di a fustellata cooperanu tra di l'altri, cumpresi principalmente materiali di bonding die, temperatura, tempu, pressione è altri elementi.
2. 2 Prucessu di bonding Adhesive
Durante l'unione adesiva, una certa quantità di adesivu deve esse appiicata à u quadru di piombo o sustrato di pacchettu prima di mette u chip, è dopu a testa di bonding die coglie u chip, è attraversu a guida di visione di a macchina, u chip hè situatu accuratamente nantu à u bonding. a pusizione di u quadru di piombo o di u sustrato di pacchettu ricopertu cù adesivu, è una certa forza di legame hè applicata à u chip à traversu a testa di a macchina di bonding die, furmendu una strata adesiva trà u chip è u piombo. quadru o sustrato di pacchettu, in modu di ottene u scopu di ligame, installà è riparà u chip. Stu prucessu di bonding die hè ancu chjamatu prucessu di bonding di cola perchè l'adesivo deve esse appiicatu davanti à a macchina di bonding die.
L'adesivi cumunimenti usati includenu materiali semiconduttori cum'è a resina epossidica è a pasta d'argentu conductiva. U ligame adesivu hè u prucessu di ligame di chip semiconductor più utilizatu perchè u prucessu hè relativamente simplice, u costu hè bassu è pò esse usatu una varietà di materiali.
2.3 Prucessu di ligame eutetticu
Durante u ligame eutetticu, u materiale di ligame eutetticu hè generalmente pre-applicatu nantu à u fondu di u chip o u quadru di piombu. L'equipaggiu di ligame eutetticu piglia u chip è hè guidatu da u sistema di visione di a macchina per mette in modu precisu u chip à a pusizione di ligame currispondente di u quadru di piombu. U chip è u quadru di piombu formanu una interfaccia di ligame eutettica trà u chip è u sustrato di u pacchettu sottu l'azzione cumminata di riscaldamentu è pressione. U prucessu di ligame eutetticu hè spessu usatu in l'imballazione di sustrati ceramichi è di cornice di piombo.
I materiali di bonding eutectic sò generalmente mischiati da dui materiali à una certa temperatura. I materiali cumunimenti utilizati includenu l'oru è u stagnu, l'oru è u siliciu, etc. Quandu si usa u prucessu di ligame eutetticu, u modulu di trasmissione di pista induve si trova u quadru di piombu pre-riscaldarà u quadru. A chjave per a realizazione di u prucessu di ligame eutetticu hè chì u materiale di ligame eutetticu pò funnu à una temperatura assai sottu à u puntu di fusione di i dui materiali custituenti per furmà un ligame. In ordine per impedisce u quadru da esse ossidatu durante u prucessu di ligame eutectica, u prucessu di ligame eutecticu spessu usa ancu gasi protettivi cum'è l'idrogenu è u gasu mistu di nitrogenu per esse input in a pista per prutege u quadru di piombo.
2. 4 Prucessu di ligame di saldatura Soft
Quandu u ligame di saldatura morbida, prima di mette u chip, a pusizione di ligame nantu à u quadru di piombo hè stagnata è pressata, o doppia stagnata, è u quadru di piombu deve esse riscaldatu in a pista. U vantaghju di u prucessu di ligame di saldatura morbida hè una bona conduttività termale, è u svantaghju hè chì hè faciule d'oxidà è u prucessu hè relativamente complicatu. Hè adattatu per l'imballaggio di cornice di piombo di i dispositi di putenza, cum'è l'imballaggio di u transistor.
2. 5 Prucessu di ligame di sinterizzazione d'argentu
U prucessu di ligame più promettente per l'attuale chip semiconductor di potenza di terza generazione hè l'usu di a tecnulugia di sinterizzazione di particelle metalliche, chì mischia polimeri cum'è resina epossidica rispunsevuli di cunnessione in a cola conduttiva. Havi un eccellente conducibilità elettrica, cunduttività termale è caratteristiche di serviziu à alta temperatura. Hè ancu una tecnulugia chjave per più avanzati in l'imballaggio di semiconduttori di terza generazione in l'ultimi anni.
2.6 Prucessu di ligame di termocompressione
In l'applicazione di imballaggio di circuiti integrati tridimensionali d'altu rendiment, per via di a riduzzione continua di u pitch input / output di interconnessione di chip, a dimensione di u bump è u pitch, a cumpagnia di semiconduttori Intel hà lanciatu un prucessu di legame di termocompressione per applicazioni avanzate di ligame di pitch pitch, bonding tiny. bump chips cù un pitch di 40 à 50 μm o ancu 10 μm. U prucessu di legame di termocompressione hè adattatu per applicazioni chip-to-wafer è chip-to-substrate. Cum'è un prucessu rapidu in più tappe, u prucessu di ligame di termocompressione affronta sfide in i prublemi di cuntrollu di prucessu, cum'è a temperatura irregolare è a fusione incontrollata di saldatura di pocu voluminu. Durante u ligame di termocompressione, a temperatura, a pressione, a pusizione, etc. deve risponde à esigenze di cuntrollu precise.
2.7 Prucessu di ligame di chip Flip
U principiu di u prucessu di ligame di flip chip hè mostratu in a Figura 2. U mekanismu di flip piglia u chip da l'oblea è u flips 180 ° per trasfiriri u chip. L'ugello di a testa di saldatura piglia u chip da u mecanismu di flip, è a direzzione di u bump di u chip hè discendente. Dopu chì l'ugello di a testa di saldatura si move à a cima di u sustrato di imballaggio, si move in discendenza per unisce è fissa u chip nantu à u sustrato di imballaggio.
L'imballaggio di chip Flip hè una tecnulugia avanzata di interconnessione di chip è hè diventata a direzzione principale di sviluppu di a tecnulugia di imballaggio avanzata. Hà e caratteristiche di alta densità, altu rendiment, magre è cortu, è ponu risponde à i bisogni di sviluppu di i prudutti elettronichi di u cunsumu cum'è smartphones è tablette. U prucessu di legame flip chip rende u costu di imballaggio più bassu è pò realizà chips impilati è imballaggi tridimensionali. Hè largamente utilizatu in i campi di tecnulugia di imballaggio, cum'è imballaggi integrati 2.5D / 3D, imballaggi à livellu di wafer è imballaggi à livellu di sistema. U prucessu di bonding flip chip hè u prucessu di bonding di fustelle solidu più utilizatu è più utilizatu in a tecnulugia di imballaggio avanzata.
Tempu di post: 18-Nov-2024