Yarimo'tkazgichli matritsani o'rganishbog'lanish jarayoni, jumladan, yopishtiruvchi bog'lash jarayoni, evtektik bog'lash jarayoni, yumshoq lehim bilan bog'lash jarayoni, kumush sinterlash jarayoni, issiq presslash bog'lash jarayoni, flip chip bog'lash jarayoni. Yarimo'tkazgichli qoliplarni biriktiruvchi uskunalarning turlari va muhim texnik ko'rsatkichlari kiritiladi, rivojlanish holati tahlil qilinadi va rivojlanish tendentsiyasi kutilmoqda.
1 Yarimo'tkazgich sanoati va qadoqlash haqida umumiy ma'lumot
Yarimo'tkazgich sanoati, xususan, yuqori oqimdagi yarim o'tkazgich materiallari va uskunalarini, o'rta oqim yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarishni va quyi oqimdagi ilovalarni o'z ichiga oladi. mening mamlakatimning yarimo'tkazgich sanoati kech boshlandi, lekin qariyb o'n yillik jadal rivojlanishdan so'ng, mening mamlakatim dunyodagi eng yirik yarimo'tkazgichli mahsulotlar iste'mol bozoriga va dunyodagi eng yirik yarimo'tkazgich uskunalari bozoriga aylandi. Yarimo'tkazgich sanoati bir avlod uskunalari, bir avlod jarayoni va bir avlod mahsuloti rejimida jadal rivojlanmoqda. Yarimo'tkazgich jarayonlari va uskunalari bo'yicha tadqiqotlar sanoatning uzluksiz rivojlanishining asosiy harakatlantiruvchi kuchi va yarimo'tkazgich mahsulotlarini sanoatlashtirish va ommaviy ishlab chiqarish kafolatidir.
Yarimo'tkazgichli qadoqlash texnologiyasining rivojlanish tarixi chiplarning ishlashini doimiy ravishda yaxshilash va tizimlarni doimiy ravishda miniatyuralashtirish tarixidir. Qadoqlash texnologiyasining ichki harakatlantiruvchi kuchi yuqori darajadagi smartfonlar sohasidan yuqori samarali hisoblash va sun'iy intellekt kabi sohalarga aylandi. Yarimo'tkazgichli qadoqlash texnologiyasini ishlab chiqishning to'rt bosqichi 1-jadvalda ko'rsatilgan.
Yarimo'tkazgichli litografiya jarayoni tugunlari 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm va 2 nm ga qarab harakat qilganda, ilmiy-tadqiqot va ishlab chiqarish xarajatlari o'sishda davom etadi, rentabellik darajasi pasayadi va Mur qonuni sekinlashadi. Hozirgi vaqtda tranzistor zichligining jismoniy chegaralari va ishlab chiqarish xarajatlarining katta o'sishi bilan chegaralangan sanoat rivojlanish tendentsiyalari nuqtai nazaridan qadoqlash miniatyura, yuqori zichlik, yuqori ishlash, yuqori tezlik, yuqori chastota va yuqori integratsiya yo'nalishida rivojlanmoqda. Yarimo'tkazgich sanoati Murdan keyingi davrga kirdi va ilg'or jarayonlar endi faqat gofret ishlab chiqarish texnologiyasi tugunlarini rivojlantirishga qaratilgan emas, balki asta-sekin ilg'or qadoqlash texnologiyasiga o'tadi. Ilg'or qadoqlash texnologiyasi nafaqat funktsiyalarni yaxshilash va mahsulot qiymatini oshirish, balki ishlab chiqarish xarajatlarini samarali ravishda kamaytirish, Mur qonunini davom ettirishning muhim yo'liga aylanishi mumkin. Bir tomondan, yadro zarralari texnologiyasi murakkab tizimlarni heterojen va heterojen qadoqlashda qadoqlanishi mumkin bo'lgan bir nechta qadoqlash texnologiyalariga bo'lish uchun ishlatiladi. Boshqa tomondan, integratsiyalashgan tizim texnologiyasi noyob funktsional afzalliklarga ega bo'lgan turli xil materiallar va tuzilmalarning qurilmalarini birlashtirish uchun ishlatiladi. Turli materiallarning bir nechta funktsiyalari va qurilmalarini birlashtirish mikroelektronika texnologiyasidan foydalangan holda amalga oshiriladi va integral mikrosxemalardan integral tizimlarga o'tish amalga oshiriladi.
Yarimo'tkazgichli qadoqlash chip ishlab chiqarishning boshlang'ich nuqtasi va chipning ichki dunyosi va tashqi tizim o'rtasidagi ko'prikdir. Hozirgi vaqtda an'anaviy yarimo'tkazgichlarni qadoqlash va sinovdan o'tkazuvchi kompaniyalardan tashqari, yarimo'tkazgichgofretquyish zavodlari, yarimo'tkazgichlarni loyihalash kompaniyalari va integratsiyalashgan komponent kompaniyalari ilg'or qadoqlash yoki tegishli asosiy qadoqlash texnologiyalarini faol ravishda rivojlantirmoqda.
An'anaviy qadoqlash texnologiyasining asosiy jarayonlarigofretyupqalash, kesish, qolipni yopishtirish, simni bog'lash, plastmassa muhrlash, elektrokaplama, qovurg'a kesish va qoliplash va boshqalar. Ular orasida qolipni bog'lash jarayoni eng murakkab va muhim qadoqlash jarayonlaridan biridir va qolipni bog'lash texnologik uskunalari ham yarimo'tkazgichli qadoqlashdagi eng muhim asosiy uskuna va eng yuqori bozor qiymatiga ega bo'lgan qadoqlash uskunalaridan biridir. Ilg'or qadoqlash texnologiyasi litografiya, etching, metallizatsiya va planarizatsiya kabi oldingi jarayonlardan foydalansa-da, eng muhim qadoqlash jarayoni hali ham qoliplarni bog'lash jarayonidir.
2 Yarimo'tkazgichli qolipni bog'lash jarayoni
2.1 Umumiy ko'rinish
Qolipni yopishtirish jarayoni, shuningdek, chipni yuklash, yadro yuklash, qolipni bog'lash, chipni bog'lash jarayoni va boshqalar deb ataladi. Qolipni bog'lash jarayoni 1-rasmda ko'rsatilgan. Umuman olganda, qolipni yopishtirish payvandlash boshi yordamida chipni gofretdan olishdir. vakuum yordamida assimilyatsiya nozulini o'rnating va uni vizual ko'rsatma ostida qo'rg'oshin ramkasi yoki qadoqlash substratining belgilangan maydonchasiga joylashtiring, shunda chip va prokladka biriktiriladi va mahkamlanadi. Bog'lanish jarayonining sifati va samaradorligi to'g'ridan-to'g'ri keyingi simlarni ulash sifati va samaradorligiga ta'sir qiladi, shuning uchun qolipni bog'lash yarimo'tkazgichning orqa qismidagi jarayonning asosiy texnologiyalaridan biridir.
Turli yarimo'tkazgichli mahsulotlarni qadoqlash jarayonlari uchun hozirda oltita asosiy qolipli bog'lash texnologiyasi mavjud, ya'ni yopishtiruvchi bog'lash, evtektik bog'lash, yumshoq lehim bilan bog'lash, kumush sinterlash bog'lash, issiq presslash bog'lash va flip-chip bilan bog'lash. Yaxshi chip bog'lanishiga erishish uchun qolipni bog'lash jarayonida asosiy jarayon elementlarini bir-biri bilan hamkorlik qilishini ta'minlash kerak, asosan qolipni biriktiruvchi materiallar, harorat, vaqt, bosim va boshqa elementlar.
2. 2 Yopishqoq yopishtirish jarayoni
Yopishqoq bog'lash jarayonida chipni joylashtirishdan oldin qo'rg'oshin ramkasiga yoki paketli substratga ma'lum miqdorda yopishtiruvchi qo'llanilishi kerak, so'ngra qolipni yopishtiruvchi bosh chipni oladi va mashinani ko'rish yo'riqnomasi orqali chip bog'lovchiga to'g'ri joylashtiriladi. Yelim bilan qoplangan qo'rg'oshin ramkasi yoki paketli substratning holati va ma'lum bir qolipni bog'lash kuchi chipga qoliplarni biriktiruvchi mashina boshi orqali qo'llaniladi va ular o'rtasida yopishqoq qatlam hosil qiladi. chipni ulash, o'rnatish va mahkamlash maqsadiga erishish uchun chip va qo'rg'oshin ramkasi yoki paketli substrat. Ushbu qolipni bog'lash jarayoni elim bog'lash jarayoni deb ham ataladi, chunki yopishtiruvchi qolipni biriktiruvchi mashina oldida qo'llanilishi kerak.
Keng tarqalgan ishlatiladigan yopishtiruvchi moddalar epoksi qatroni va o'tkazuvchan kumush pasta kabi yarimo'tkazgichli materiallarni o'z ichiga oladi. Yopishqoq yopishtirish eng ko'p qo'llaniladigan yarimo'tkazgichli chiplarni yopishtirish jarayonidir, chunki jarayon nisbatan sodda, narxi past va turli xil materiallardan foydalanish mumkin.
2.3 Evtektik bog'lanish jarayoni
Evtektik bog'lanish paytida, evtektik bog'lovchi material odatda chipning pastki qismiga yoki qo'rg'oshin ramkasiga oldindan qo'llaniladi. Evtektik bog'lash uskunasi chipni oladi va chipni qo'rg'oshin ramkasining mos keladigan bog'lash joyiga aniq joylashtirish uchun mashinani ko'rish tizimi tomonidan boshqariladi. Chip va qo'rg'oshin ramkasi isitish va bosimning birgalikdagi ta'siri ostida chip va paketli substrat o'rtasida evtektik bog'lanish interfeysini hosil qiladi. Evtektik bog'lash jarayoni ko'pincha qo'rg'oshin ramkasi va keramik substrat qadoqlashda qo'llaniladi.
Evtektik bog'lovchi materiallar odatda ma'lum bir haroratda ikkita material bilan aralashtiriladi. Tez-tez ishlatiladigan materiallar oltin va qalay, oltin va kremniy va boshqalarni o'z ichiga oladi. Evtektik bog'lash jarayonidan foydalanilganda, qo'rg'oshin ramkasi joylashgan yo'l uzatish moduli ramkani oldindan qizdiradi. Evtektik bog'lanish jarayonini amalga oshirishning kaliti shundaki, evtektik bog'lovchi moddasi aloqa hosil qilish uchun ikkita tarkibiy materialning erish nuqtasidan ancha past haroratda erishi mumkin. Evtektik bog'lanish jarayonida ramkaning oksidlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun, evtektik bog'lanish jarayonida ko'pincha qo'rg'oshin ramkasini himoya qilish uchun yo'lga kirish uchun vodorod va azot aralash gaz kabi himoya gazlardan foydalanadi.
2. 4 Yumshoq lehim bilan bog'lash jarayoni
Yumshoq lehim bilan bog'langanda, chipni joylashtirishdan oldin, qo'rg'oshin ramkasidagi bog'lash joyi qalaylanadi va bosiladi yoki ikki marta kalaylanadi va qo'rg'oshin ramkasini yo'lda isitish kerak. Yumshoq lehim bilan bog'lash jarayonining afzalligi yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi va kamchiligi oksidlanishning osonligi va jarayonning nisbatan murakkabligi. Bu tranzistor konturli qadoqlash kabi quvvat qurilmalarining qo'rg'oshin ramkasi uchun mos keladi.
2. 5 Kumush sinterlash bog'lash jarayoni
Hozirgi uchinchi avlod quvvatli yarimo'tkazgich chipi uchun eng istiqbolli bog'lash jarayoni metall zarrachalarini sinterlash texnologiyasidan foydalanish bo'lib, u o'tkazuvchan elimda ulanish uchun mas'ul bo'lgan epoksi qatroni kabi polimerlarni aralashtiradi. U mukammal elektr o'tkazuvchanligi, issiqlik o'tkazuvchanligi va yuqori haroratli xizmat ko'rsatish xususiyatlariga ega. Bu, shuningdek, so'nggi yillarda uchinchi avlod yarimo'tkazgichli qadoqlashda keyingi yutuqlar uchun asosiy texnologiyadir.
2.6 Termokompressiyali bog'lanish jarayoni
Yuqori samarali uch o'lchovli integral mikrosxemalarni qadoqlashda, chiplarning o'zaro bog'lanishining kirish/chiqish oralig'i, zarba o'lchami va balandligi doimiy ravishda kamayishi tufayli Intel yarimo'tkazgich kompaniyasi ilg'or kichik bosqichli bog'lash ilovalari uchun termokompressiyali bog'lash jarayonini ishga tushirdi. 40 dan 50 mkm gacha yoki hatto 10 mkm gacha bo'lgan pog'onali chiplar. Termokompressiyali bog'lash jarayoni chip-to-wafer va chip-to-substrat ilovalari uchun javob beradi. Tez ko'p bosqichli jarayon sifatida termokompressiyani bog'lash jarayoni notekis harorat va kichik hajmli lehimning boshqarilmaydigan erishi kabi jarayonni boshqarish muammolariga duch keladi. Termokompressiyani bog'lash paytida harorat, bosim, joylashuv va boshqalar aniq nazorat talablariga javob berishi kerak.
2.7 Flip chip bog'lash jarayoni
Flip chip bog'lash jarayonining printsipi 2-rasmda ko'rsatilgan. Flip mexanizmi chipni gofretdan oladi va chipni uzatish uchun uni 180 ° aylantiradi. Lehimlash boshi ko'krak chipni aylantirish mexanizmidan oladi va chipning zarba yo'nalishi pastga tushadi. Payvandlash boshi ko'krak qadoqlash substratining yuqori qismiga o'tgandan so'ng, chipni qadoqlash substratiga yopishtirish va mahkamlash uchun pastga qarab harakatlanadi.
Flip chipli qadoqlash ilg'or chip o'zaro bog'lanish texnologiyasi bo'lib, ilg'or qadoqlash texnologiyasining asosiy rivojlanish yo'nalishiga aylandi. U yuqori zichlik, yuqori ishlash, nozik va qisqa xususiyatlarga ega va smartfonlar va planshetlar kabi iste'molchi elektron mahsulotlarni ishlab chiqish talablariga javob berishi mumkin. Flip chip bog'lash jarayoni qadoqlash narxini pasaytiradi va stacked chips va uch o'lchovli qadoqlashni amalga oshirishi mumkin. U 2.5D / 3D integratsiyalashgan qadoqlash, gofret darajasidagi qadoqlash va tizim darajasidagi qadoqlash kabi qadoqlash texnologiyasi sohalarida keng qo'llaniladi. Flip chip bog'lash jarayoni ilg'or qadoqlash texnologiyasida eng ko'p qo'llaniladigan va eng ko'p qo'llaniladigan qattiq qolipli bog'lash jarayonidir.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 18-noyabr