Etude op semiconductor stierwenBindungsprozess, inklusiv Klebstoffverbindungsprozess, eutektesche Bindungsprozess, Soft solder Bindungsprozess, Sëlwer Sintering Bindungsprozess, Hot Pressing Bindungsprozess, Flip Chip Bindungsprozess. D'Typen a wichteg technesch Indikatoren vun Halbleiter Stierfbindungsausrüstung ginn agefouert, den Entwécklungsstatus gëtt analyséiert, an den Entwécklungstrend gëtt prospektéiert.
1 Iwwersiicht vun semiconductor Industrie a Verpakung
D'Halbleiterindustrie enthält speziell Upstream Semiconductor Materialien an Ausrüstung, Midstream Semiconductor Fabrikatioun, an Downstream Uwendungen. mengem Land d'semiconductor Industrie ugefaang spéit, mee no bal zéng Joer vun rapid Entwécklung, mäi Land huet de gréisste semiconductor Produit Konsument Maart d'Welt an de gréisste semiconductor Equipement Maart d'Welt ginn. D'Halbleiterindustrie huet sech séier entwéckelt am Modus vun enger Generatioun vun Ausrüstung, enger Generatioun vu Prozesser an enger Generatioun vu Produkter. D'Fuerschung iwwer Hallefleitprozesser an Ausrüstung ass d'Kärträifkraaft fir de kontinuéierleche Fortschrëtt vun der Industrie an d'Garantie fir d'Industrialiséierung an d'Massproduktioun vu Hallefleitprodukter.
D'Entwécklungsgeschicht vun der Hallefleitverpackungstechnologie ass d'Geschicht vun der kontinuéierlecher Verbesserung vun der Chipleistung a kontinuéierlecher Miniaturiséierung vu Systemer. Déi intern dreiwend Kraaft vun der Verpackungstechnologie huet sech vum Gebitt vun High-End Smartphones op Felder wéi High-Performance Computing a kënschtlech Intelligenz entwéckelt. Déi véier Etappe vun der Entwécklung vun der Halbleiterverpackungstechnologie ginn an der Tabell 1 gewisen.
Wéi d'Halbleiter-Lithographie-Prozess-Node sech op 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm, an 2 nm bewegen, ginn d'R&D a Produktiounskäschte weider erop, d'Ausbezuelungsrate geet erof, an dem Moore säi Gesetz verlangsamt. Aus der Perspektiv vun industriellen Entwécklungstrends, déi momentan limitéiert sinn duerch déi kierperlech Limite vun der Transistordicht an der enormer Erhéijung vun de Fabrikatiounskäschte, entwéckelt d'Verpakung an d'Richtung vun der Miniaturiséierung, héich Dicht, héich Leeschtung, Héichgeschwindegkeet, héich Frequenz an héich Integratioun. D'Halbleiterindustrie ass an d'Post-Moore Ära agaangen, a fortgeschratt Prozesser sinn net méi nëmmen op de Fortschrëtt vu Wafer Fabrikatioun Technologie Noden konzentréiert, mee sech lues a lues op fortgeschratt Verpackungstechnologie. Fortgeschratt Verpackungstechnologie kann net nëmme Funktiounen verbesseren an de Produktwäert erhéijen, awer och d'Produktiounskäschte effektiv reduzéieren, e wichtege Wee ginn fir dem Moore säi Gesetz weiderzemaachen. Engersäits gëtt d'Kärpartikeltechnologie benotzt fir komplex Systemer a verschidde Verpackungstechnologien opzedeelen, déi an heterogenen an heterogene Verpackungen verpackt kënne ginn. Op der anerer Säit gëtt déi integréiert Systemtechnologie benotzt fir Geräter vu verschiddene Materialien a Strukturen z'integréieren, wat eenzegaarteg funktionell Virdeeler huet. D'Integratioun vu verschidde Funktiounen an Apparater vu verschiddene Materialien gëtt duerch d'Benotzung vun Mikroelektronik Technologie realiséiert, an d'Entwécklung vun integréierte Circuiten op integréiert Systemer gëtt realiséiert.
Semiconductor Verpackung ass de Startpunkt fir Chipproduktioun an eng Bréck tëscht der interner Welt vum Chip an dem externe System. Am Moment, zousätzlech zu der traditionell semiconductor Verpakung an Testen Betriber, semiconductorwaferSchmelzen, Semiconductor Designfirmen, an integréiert Komponentfirmen entwéckelen aktiv fortgeschratt Verpakung oder verbonne Schlësselverpackungstechnologien.
D'Haaptprozesser vun der traditioneller Verpackungstechnologie sinnwaferAusdënnung, Ausschneiden, Stierwenverbindung, Drotverbindung, Plastiksversiegelung, Elektroplatéieren, Rippschneiden a Formen, asw. déi kriteschst Kärausrüstung an der Halbleiterverpackung, an ass eng vun de Verpackungsausrüstung mat dem héchste Maartwäert. Och wa fortgeschratt Verpackungstechnologie Front-End Prozesser wéi Lithographie, Ätzen, Metalliséierung a Planariséierung benotzt, ass de wichtegste Verpackungsprozess nach ëmmer de Stierfbindungsprozess.
2 Semiconductor stierwen Bindungsprozess
2.1 Iwwersiicht
De Stierfbindungsprozess gëtt och Chipbelaaschtung, Kärbelaaschtung, Stierfbindung, Chipverbindungsprozess genannt, etc. Saugdüse mat Vakuum, a setzt se op den designéierte Padberäich vum Leadrahmen oder Verpackungssubstrat ënner visueller Leedung, sou datt den Chip an de Pad gebonnen a fixéiert sinn. D'Qualitéit an d'Effizienz vum Stierfbindungsprozess beaflosst direkt d'Qualitéit an d'Effizienz vun der spéider Drotverbindung, sou datt d'Sterbverbindung eng vun de Schlësseltechnologien am Halbleiter-Back-End-Prozess ass.
Fir verschidde Hallefleitproduktverpackungsprozesser ginn et momentan sechs Haaptstierfbindungsprozesstechnologien, nämlech Klebstoffbindung, eutektesch Bindung, Soft Solderbindung, Sëlwer Sinterbindung, Heisspressverbindung, a Flip-Chip Bindung. Fir eng gutt Chipverbindung z'erreechen, ass et noutwendeg fir d'Schlësselprozesselementer am Stierfbindungsprozess mateneen ze kooperéieren, haaptsächlech mat Stierfbindungsmaterialien, Temperatur, Zäit, Drock an aner Elementer abegraff.
2. 2 Klebstoffverbindungsprozess
Wärend der Klebstoffverbindung muss e gewësse Betrag u Klebstoff op de Leadrahmen oder de Package-Substrat applizéiert ginn ier Dir den Chip plazéiert, an dann hëlt de Stierfbindungskop den Chip op, an duerch Maschinnvisiounsleitung gëtt den Chip präzis op der Bindung gesat. Positioun vum Leadrahmen oder Package Substrat mat Klebstoff beschichtet, an eng gewësse Stierfbindungskraaft gëtt op den Chip duerch de Stierfbindungsmaschinnkopf ugewannt, a bildt eng Klebstoffschicht tëscht dem Chip an dem Leadrahmen oder Package Substrat, fir den Zweck vum Bindung, Installatioun an Fixéierung vum Chip z'erreechen. Dëse Stierfbindungsprozess gëtt och Klebbindungsprozess genannt well Klebstoff muss virun der Stierfbindungsmaschinn applizéiert ginn.
Allgemeng benotzt Klebstoff enthalen Hallefleitmaterialien wéi Epoxyharz a konduktiv Sëlwerpaste. Klebstoffverbindung ass dee meescht verbreet benotzte Halbleiter Chip Stierfbindungsprozess well de Prozess relativ einfach ass, d'Käschte sinn niddereg, a verschidde Materialien kënne benotzt ginn.
2.3 Eutektesche Bindungsprozess
Wärend der eutektescher Bindung gëtt eutetesch Bindungsmaterial allgemeng um Buedem vum Chip oder de Leadrahmen virgewandt. Déi eutektesch Bindungsausrüstung hëlt den Chip op a gëtt vum Maschinnvisiounssystem guidéiert fir den Chip genau an der entspriechender Bindungspositioun vum Leadrahmen ze placéieren. Den Chip an de Leadrahmen bilden eng eutektesch Bindungsinterface tëscht dem Chip an dem Package Substrat ënner der kombinéierter Handlung vun Heizung an Drock. Den eutektesche Bindungsprozess gëtt dacks a Leadrahmen a Keramik Substratverpackungen benotzt.
Eutektesch Bindungsmaterialien ginn allgemeng vun zwee Materialien bei enger bestëmmter Temperatur gemëscht. Allgemeng benotzt Materialien enthalen Gold a Zinn, Gold a Silizium, asw.. Wann Dir den eutektesche Bindungsprozess benotzt, wäert d'Strecktransmissionsmodul wou de Leadrahmen läit de Frame virhëtzen. De Schlëssel fir d'Realiséierung vum eutektesche Bindungsprozess ass datt dat eutektescht Bindungsmaterial bei enger Temperatur wäit ënner dem Schmelzpunkt vun den zwee Bestanddeelmaterialien schmëlze kann fir eng Bindung ze bilden. Fir ze vermeiden datt de Frame wärend dem eutektesche Bindungsprozess oxidéiert gëtt, benotzt den eutektesche Bindungsprozess och dacks Schutzgase wéi Waasserstoff a Stickstoffmëschtgas fir an d'Streck ze kommen fir de Leadrahmen ze schützen.
2. 4 Soft solder Bindungsprozess
Wann mëll solder Bindung, ier Dir den Chip plazéiert, ass d'Verbindungspositioun um Leadrahmen verzinnt a gedréckt, oder duebel verzinnt, an de Leadrahmen muss an der Streck erhëtzt ginn. De Virdeel vum mëllen Lötverbindungsprozess ass gutt thermesch Konduktivitéit, an den Nodeel ass datt et einfach ass ze oxidéieren an de Prozess relativ komplizéiert ass. Et ass gëeegent fir Lead Frame Verpakung vu Kraaftapparater, sou wéi Transistorkonturverpackungen.
2. 5 Silver sintering Bindungsprozess
Dee villverspriechendste Bindungsprozess fir den aktuellen Drëtt-Generatioun Kraaft-Halbleiter-Chip ass d'Benotzung vun Metallpartikel-Sintertechnologie, déi Polymere wéi Epoxyharz vermëschen, verantwortlech fir d'Verbindung am konduktive Klebstoff. Et huet exzellent elektresch Konduktivitéit, thermesch Konduktivitéit, an Héichtemperatur Service Charakteristiken. Et ass och eng Schlësseltechnologie fir weider Duerchbroch an der drëtter Generatioun Hallefleitverpackung an de leschte Joeren.
2.6 Thermokompressionsverbindungsprozess
An der Verpackungsapplikatioun vun héich-Performance dreidimensionalen integréierte Circuits, wéinst der kontinuéierlecher Reduktioun vum Chip Interconnect Input / Output Pitch, Bumpgréisst an Pitch, huet d'Halbleiterfirma Intel en Thermokompressionsbindungsprozess fir fortgeschratt kleng Pitch Bonding Uwendungen lancéiert, Bindung kleng Bump Chips mat engem Pitch vu 40 bis 50 μm oder souguer 10 μm. Thermokompressionsbindungsprozess ass gëeegent fir Chip-zu-Wafer an Chip-zu-Substrat Uwendungen. Als schnelle Multi-Schrëtt Prozess steet den Thermokompressiounsbindungsprozess Erausfuerderunge bei Prozesskontrollprobleemer, sou wéi ongläiche Temperatur an onkontrolléierbar Schmelz vu klenge Volumen Lout. Wärend der Thermokompressiounsverbindung musse Temperatur, Drock, Positioun, etc.
2.7 Flip Chip Bindungsprozess
De Prinzip vum Flip-Chip-Bindungsprozess gëtt an der Figur 2 gewisen. De Flipmechanismus hëlt den Chip aus der Wafer op a dréit et 180 ° fir den Chip ze transferéieren. D'Lötkopdüse hëlt den Chip aus dem Flipmechanismus op, an d'Bumprichtung vum Chip ass no ënnen. Nodeems d'Schweißkopdüse op d'Spëtzt vum Verpackungssubstrat beweegt, bewegt se no ënnen fir den Chip op de Verpackungssubstrat ze binden an ze fixéieren.
Flip Chip Verpackung ass eng fortgeschratt Chip Interconnection Technologie an ass d'Haaptentwécklungsrichtung vun fortgeschratt Verpackungstechnologie ginn. Et huet d'Charakteristiken vun héich Dicht, héich performant, dënn a kuerz, a kann d'Entwécklung Ufuerderunge vun Konsument elektronesch Produiten treffen wéi Smartphones a Pëllen. De Flip Chip Bindungsprozess mécht d'Verpakungskäschte méi niddereg a ka gestapelt Chips an dreidimensional Verpakung realiséieren. Et gëtt wäit an Verpackungstechnologiefelder benotzt wéi 2.5D / 3D integréiert Verpackung, Wafer-Niveau Verpackung, a Systemniveau Verpackung. De Flip-Chip-Bindungsprozess ass dee verbreetsten an am meeschte verbreet benotzte massive Stierfbindungsprozess an der fortgeschratter Verpackungstechnologie.
Post Zäit: Nov-18-2024