Studim mbi diametrin gjysmëpërçuesprocesi i lidhjes, duke përfshirë procesin e lidhjes ngjitëse, procesin e lidhjes eutektike, procesin e lidhjes së butë të saldimit, procesin e lidhjes së sinterimit të argjendit, procesin e lidhjes me presim të nxehtë, procesin e lidhjes së çipave me rrokullisje. Prezantohen llojet dhe treguesit e rëndësishëm teknikë të pajisjeve të lidhjes gjysmëpërçuese, analizohet statusi i zhvillimit dhe prospektohet tendenca e zhvillimit.
1 Përmbledhje e industrisë dhe paketimit të gjysmëpërçuesve
Industria e gjysmëpërçuesve përfshin në mënyrë specifike materialet dhe pajisjet gjysmëpërçuese në rrjedhën e sipërme, prodhimin e gjysmëpërçuesve në rrjedhën e mesme dhe aplikimet në rrjedhën e poshtme. Industria e gjysmëpërçuesve në vendin tim filloi vonë, por pas gati dhjetë vjetësh zhvillimi të shpejtë, vendi im është bërë tregu më i madh i konsumit i produkteve gjysmëpërçuese në botë dhe tregu më i madh në botë i pajisjeve gjysmëpërçuese. Industria e gjysmëpërçuesve ka qenë duke u zhvilluar me shpejtësi në mënyrën e një gjenerate të pajisjeve, një brezi të procesit dhe një brezi të produkteve. Hulumtimi mbi procesin dhe pajisjet gjysmëpërçuese është forca kryesore lëvizëse për ecurinë e vazhdueshme të industrisë dhe garancia për industrializimin dhe prodhimin masiv të produkteve gjysmëpërçuese.
Historia e zhvillimit të teknologjisë së paketimit gjysmëpërçues është historia e përmirësimit të vazhdueshëm të performancës së çipit dhe miniaturizimit të vazhdueshëm të sistemeve. Forca e brendshme lëvizëse e teknologjisë së paketimit ka evoluar nga fusha e telefonave inteligjentë të nivelit të lartë në fusha të tilla si llogaritja me performancë të lartë dhe inteligjenca artificiale. Katër fazat e zhvillimit të teknologjisë së paketimit gjysmëpërçues janë paraqitur në tabelën 1.
Ndërsa nyjet e procesit të litografisë gjysmëpërçuese lëvizin drejt 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm dhe 2 nm, kostot e R&D dhe prodhimit vazhdojnë të rriten, shkalla e rendimentit zvogëlohet dhe ligji i Moores ngadalësohet. Nga këndvështrimi i tendencave të zhvillimit industrial, aktualisht i kufizuar nga kufijtë fizikë të densitetit të transistorit dhe rritja e madhe e kostove të prodhimit, paketimi po zhvillohet në drejtim të miniaturizimit, densitetit të lartë, performancës së lartë, shpejtësisë së lartë, frekuencës së lartë dhe integrimit të lartë. Industria e gjysmëpërçuesve ka hyrë në epokën post-Moore dhe proceset e avancuara nuk janë më të përqendruara vetëm në avancimin e nyjeve të teknologjisë së prodhimit të meshës, por duke u kthyer gradualisht në teknologjinë e avancuar të paketimit. Teknologjia e avancuar e paketimit jo vetëm që mund të përmirësojë funksionet dhe të rrisë vlerën e produktit, por gjithashtu të zvogëlojë në mënyrë efektive kostot e prodhimit, duke u bërë një rrugë e rëndësishme për të vazhduar Ligjin e Moore. Nga njëra anë, teknologjia e grimcave bazë përdoret për të ndarë sistemet komplekse në disa teknologji paketimi që mund të paketohen në paketim heterogjen dhe heterogjen. Nga ana tjetër, teknologjia e sistemit të integruar përdoret për të integruar pajisje të materialeve dhe strukturave të ndryshme, gjë që ka përparësi unike funksionale. Integrimi i shumë funksioneve dhe pajisjeve të materialeve të ndryshme realizohet duke përdorur teknologjinë mikroelektronike dhe realizohet zhvillimi nga qarqet e integruara në sistemet e integruara.
Paketimi gjysmëpërçues është pika fillestare për prodhimin e çipit dhe një urë lidhëse midis botës së brendshme të çipit dhe sistemit të jashtëm. Aktualisht, përveç kompanive tradicionale të paketimit dhe testimit të gjysmëpërçuesve, gjysmëpërçuesmeshëshkritoret, kompanitë e projektimit të gjysmëpërçuesve dhe kompanitë e komponentëve të integruar po zhvillojnë në mënyrë aktive paketimin e avancuar ose teknologjitë kyçe të paketimit të lidhura me to.
Proceset kryesore të teknologjisë tradicionale të paketimit janëmeshërrallimi, prerja, ngjitja e makines, lidhja me tela, mbyllja e plastikës, pllakëzimi, prerja e brinjëve dhe formimi, etj. Midis tyre, procesi i lidhjes së mbulesës është një nga proceset më komplekse dhe kritike të paketimit, dhe pajisja e procesit të lidhjes me llaç është gjithashtu një nga pajisja kryesore më kritike në paketimin gjysmëpërçues dhe është një nga pajisjet e paketimit me vlerën më të lartë të tregut. Edhe pse teknologjia e avancuar e paketimit përdor procese të përparme si litografia, gravurja, metalizimi dhe planarizimi, procesi më i rëndësishëm i paketimit është ende procesi i lidhjes me diabet.
2 Procesi i lidhjes gjysmëpërçuese
2.1 Vështrim i përgjithshëm
Procesi i lidhjes me diakë quhet gjithashtu ngarkimi i çipave, ngarkimi i bërthamës, ngjitja e bërthamës, procesi i lidhjes së çipave, etj. Procesi i lidhjes së makines është paraqitur në Figurën 1. Në përgjithësi, ngjitja me majë është marrja e çipit nga vaferi duke përdorur një kokë saldimi hundën e thithjes duke përdorur vakum dhe vendoseni në zonën e caktuar të jastëkut të kornizës së plumbit ose nënshtresës së paketimit nën drejtimin vizual, në mënyrë që çipi dhe jastëk janë të lidhura dhe të fiksuara. Cilësia dhe efikasiteti i procesit të lidhjes me diapa do të ndikojë drejtpërdrejt në cilësinë dhe efikasitetin e lidhjes së mëvonshme të telit, kështu që lidhja e telave është një nga teknologjitë kryesore në procesin e pjesës së pasme gjysmëpërçuese.
Për procese të ndryshme të paketimit të produkteve gjysmëpërçuese, aktualisht ekzistojnë gjashtë teknologji kryesore të procesit të lidhjes me diapa, përkatësisht ngjitja me ngjitës, lidhja eutektike, ngjitja e butë e saldimit, lidhja me sinterim argjendi, lidhja me presim të nxehtë dhe lidhja me çipa me rrokullisje. Për të arritur një lidhje të mirë të çipave, është e nevojshme që elementët kryesorë të procesit në procesin e lidhjes së diapit të bashkëpunojnë me njëri-tjetrin, kryesisht duke përfshirë materialet e lidhjes së diapave, temperaturën, kohën, presionin dhe elementë të tjerë.
2. 2 Procesi i ngjitjes me ngjitës
Gjatë lidhjes së ngjitësit, duhet të aplikohet një sasi e caktuar ngjitësi në kornizën e plumbit ose në nënshtresën e paketimit përpara se të vendoset çipi, dhe më pas koka lidhëse e mbulesës e merr çipin dhe përmes drejtimit të shikimit të makinës, çipi vendoset me saktësi në lidhje. pozicioni i kornizës së plumbit ose nënshtresës së ambalazhit të veshur me ngjitës, dhe një forcë e caktuar lidhëse me mace zbatohet në çip përmes kokës së makinës ngjitëse, duke formuar një shtresë ngjitëse midis çipit dhe kornizë plumbi ose nënshtresa e paketimit, në mënyrë që të arrihet qëllimi i lidhjes, instalimit dhe fiksimit të çipit. Ky proces i lidhjes së birit quhet gjithashtu procesi i ngjitjes së ngjitësit, sepse ngjitësi duhet të aplikohet përpara makinës së ngjitjes së birit.
Ngjitësit e përdorur zakonisht përfshijnë materiale gjysmëpërçuese si rrëshira epoksi dhe pasta argjendi përçuese. Lidhja me ngjitës është procesi më i përdorur i lidhjes së çipave gjysmëpërçues sepse procesi është relativisht i thjeshtë, kostoja është e ulët dhe mund të përdoren një shumëllojshmëri materialesh.
2.3 Procesi i lidhjes eutektike
Gjatë lidhjes eutektike, materiali lidhës eutektik zakonisht aplikohet paraprakisht në pjesën e poshtme të çipit ose kornizës së plumbit. Pajisja e lidhjes eutektike merr çipin dhe udhëhiqet nga sistemi i shikimit të makinës për të vendosur me saktësi çipin në pozicionin përkatës të lidhjes së kornizës së plumbit. Çipi dhe korniza e plumbit formojnë një ndërfaqe lidhëse eutektike midis çipit dhe nënshtresës së paketimit nën veprimin e kombinuar të ngrohjes dhe presionit. Procesi i lidhjes eutektike përdoret shpesh në paketimin e kornizës së plumbit dhe nënshtresës qeramike.
Materialet lidhëse eutektike përgjithësisht përzihen nga dy materiale në një temperaturë të caktuar. Materialet e përdorura zakonisht përfshijnë ar dhe kallaj, ari dhe silikon, etj. Kur përdorni procesin e lidhjes eutektike, moduli i transmetimit të trasesë ku ndodhet korniza e plumbit do të paranxehë kornizën. Çelësi për realizimin e procesit të lidhjes eutektike është se materiali lidhës eutektik mund të shkrihet në një temperaturë shumë më të ulët se pika e shkrirjes së dy materialeve përbërëse për të formuar një lidhje. Për të parandaluar oksidimin e kornizës gjatë procesit të lidhjes eutektike, procesi i lidhjes eutektike shpesh përdor gjithashtu gaze mbrojtëse si hidrogjeni dhe gazi i përzier me azot për t'u futur në pistë për të mbrojtur kornizën e plumbit.
2. 4 Procesi i lidhjes së saldimit të butë
Kur lidhet me saldim të butë, përpara vendosjes së çipit, pozicioni i lidhjes në kornizën e plumbit kallajohet dhe shtypet, ose kallajohet dyfish, dhe korniza e plumbit duhet të nxehet në trase. Avantazhi i procesit të lidhjes së saldimit të butë është përçueshmëria e mirë termike, dhe disavantazhi është se është i lehtë për t'u oksiduar dhe procesi është relativisht i ndërlikuar. Është i përshtatshëm për paketimin e kornizës së plumbit të pajisjeve të fuqisë, të tilla si paketimi kontur i tranzistorit.
2. 5 Procesi i lidhjes së shkrirjes së argjendit
Procesi më premtues i lidhjes për çipin e tanishëm gjysmëpërçues të energjisë së gjeneratës së tretë është përdorimi i teknologjisë së sinterimit të grimcave metalike, e cila përzien polimere si rrëshira epoksi përgjegjëse për lidhjen në ngjitësin përçues. Ka përçueshmëri të shkëlqyer elektrike, përçueshmëri termike dhe karakteristika të shërbimit në temperaturë të lartë. Është gjithashtu një teknologji kyçe për përparime të mëtejshme në paketimin gjysmëpërçues të gjeneratës së tretë në vitet e fundit.
2.6 Procesi i lidhjes me termokompresim
Në aplikimin e paketimit të qarqeve të integruara tre-dimensionale me performancë të lartë, për shkak të zvogëlimit të vazhdueshëm të hapit të hyrjes/daljes së ndërlidhjes së çipit, madhësisë së përplasjes dhe lartësisë, kompania gjysmëpërçuese Intel ka lançuar një proces lidhjeje termokompresimi për aplikime të avancuara të lidhjes me hapje të vogël, lidhjen e vogël patate të skuqura të përplasura me një hap prej 40 deri në 50 μm ose edhe 10 μm. Procesi i lidhjes me termokompresim është i përshtatshëm për aplikime nga çip-me-vafer dhe çip-në-substrate. Si një proces i shpejtë me shumë hapa, procesi i lidhjes me termokompresim përballet me sfida në çështjet e kontrollit të procesit, të tilla si temperatura e pabarabartë dhe shkrirja e pakontrollueshme e saldimit me vëllim të vogël. Gjatë lidhjes me termokompresim, temperatura, presioni, pozicioni etj. duhet të plotësojnë kërkesat e sakta të kontrollit.
2.7 Procesi i lidhjes me rrokullisje
Parimi i procesit të lidhjes së çipit të rrokullisjes është paraqitur në figurën 2. Mekanizmi i rrotullimit e merr çipin nga vaferi dhe e kthen atë 180° për të transferuar çipin. Gryka e kokës së saldimit merr çipin nga mekanizmi i rrokullisjes dhe drejtimi i përplasjes së çipit është poshtë. Pasi hunda e kokës së saldimit të lëvizë në majë të nënshtresës së paketimit, ajo lëviz poshtë për të lidhur dhe fiksuar çipin në nënshtresën e paketimit.
Paketimi me çipa me rrotullim është një teknologji e avancuar e ndërlidhjes së çipave dhe është bërë drejtimi kryesor i zhvillimit të teknologjisë së avancuar të paketimit. Ai ka karakteristikat e densitetit të lartë, performancës së lartë, i hollë dhe i shkurtër dhe mund të plotësojë kërkesat e zhvillimit të produkteve elektronike të konsumit si telefonat inteligjentë dhe tabletët. Procesi i lidhjes me rrokullisje e bën koston e paketimit më të ulët dhe mund të realizojë patate të skuqura të grumbulluara dhe paketim tredimensionale. Përdoret gjerësisht në fushat e teknologjisë së paketimit si paketimi i integruar 2.5D/3D, paketimi në nivel vaferi dhe paketimi në nivel sistemi. Procesi i lidhjes së çipit të rrokullisjes është procesi më i përdorur dhe më i përdorur gjerësisht i lidhjes së ngurtë në teknologjinë e avancuar të paketimit.
Koha e postimit: Nëntor-18-2024