Жартылай өткізгішті матрицаны зерттеубайланыстыру процесі, соның ішінде адгезивті байланыстыру процесі, эвтектикалық байланыстыру процесі, жұмсақ дәнекерлеу процесі, күміс агломерациялау процесі, ыстық престеу байланыстыру процесі, флип чипті байланыстыру процесі. Жартылай өткiзгiштi байланыстыратын жабдықтың түрлерi мен маңызды техникалық көрсеткiштерi енгiзiледi, даму жағдайы талданады, даму тенденциясы болжамдалады.
1 Жартылай өткізгіш өнеркәсібіне және қаптамасына шолу
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі жоғары ағынды жартылай өткізгіш материалдар мен жабдықтарды, орта ағынды жартылай өткізгіштерді өндіруді және төменгі ағынды қолданбаларды қамтиды. менің елімнің жартылай өткізгіш өнеркәсібі кеш басталды, бірақ он жылға жуық қарқынды дамудан кейін менің елім әлемдегі ең ірі жартылай өткізгіш өнімдерді тұтыну нарығына және әлемдегі ең үлкен жартылай өткізгіш жабдықтар нарығына айналды. Жартылай өткізгіш өнеркәсібі жабдықтың бір буыны, процесстің бір буыны және өнімнің бір буыны режимінде қарқынды дамып келеді. Жартылай өткізгіштік процестер мен жабдықтарды зерттеу саланың үздіксіз ілгерілеуінің негізгі қозғаушы күші және жартылай өткізгіш өнімдерді индустрияландыру мен жаппай өндірудің кепілі болып табылады.
Жартылай өткізгішті орау технологиясының даму тарихы чип өнімділігін үздіксіз жақсарту және жүйелерді үздіксіз миниатюризациялау тарихы болып табылады. Қаптама технологиясының ішкі қозғаушы күші жоғары деңгейлі смартфондар саласынан өнімділігі жоғары есептеулер мен жасанды интеллект сияқты салаларға дейін дамыды. Жартылай өткізгішті орау технологиясының дамуының төрт кезеңі 1-кестеде көрсетілген.
Жартылай өткізгішті литография процесінің түйіндері 10 нм, 7 нм, 5 нм, 3 нм және 2 нмге қарай жылжыған сайын ҒЗТКЖ және өндіріс шығындары арта береді, кірістілік деңгейі төмендейді және Мур заңы баяулайды. Қазіргі уақытта транзисторлық тығыздықтың физикалық шектеулерімен және өндіріс шығындарының орасан өсуімен шектелген өнеркәсіптік даму тенденциялары тұрғысынан алғанда, қаптама миниатюризация, жоғары тығыздық, жоғары өнімділік, жоғары жылдамдық, жоғары жиілік және жоғары интеграция бағытында дамып келеді. Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі Мурдан кейінгі дәуірге енді және озық процестер енді вафельді өндіру технологиясының түйіндерін жетілдіруге ғана емес, бірте-бірте озық орау технологиясына ауысады. Жетілдірілген орау технологиясы функцияларды жақсартып, өнімнің құнын арттырып қана қоймай, сонымен қатар Мур заңын жалғастырудың маңызды жолы бола отырып, өндірістік шығындарды тиімді төмендете алады. Бір жағынан, негізгі бөлшектер технологиясы күрделі жүйелерді гетерогенді және гетерогенді орауыштарға оралуға болатын бірнеше орау технологияларына бөлу үшін қолданылады. Екінші жағынан, біріктірілген жүйе технологиясы бірегей функционалдық артықшылықтарға ие әртүрлі материалдар мен құрылымдардың құрылғыларын біріктіру үшін қолданылады. Микроэлектроника технологиясын қолдану арқылы әртүрлі материалдардың көптеген функциялары мен құрылғыларын біріктіру жүзеге асырылады, ал интегралды схемалардан интегралды жүйелерге дейін даму жүзеге асырылады.
Жартылай өткізгішті қаптама чиптерді өндірудің бастапқы нүктесі және чиптің ішкі әлемі мен сыртқы жүйе арасындағы көпір болып табылады. Қазіргі уақытта дәстүрлі жартылай өткізгіштерді орау және сынау компанияларынан басқа, жартылай өткізгіштервафлиқұю зауыттары, жартылай өткізгіштерді жобалау компаниялары және біріктірілген құрамдас компаниялар алдыңғы қатарлы қаптамаларды немесе байланысты негізгі орау технологияларын белсенді түрде дамытуда.
Дәстүрлі орау технологиясының негізгі процестері болып табыладывафлижіңішкеру, кесу, қалыппен байланыстыру, сыммен байланыстыру, пластикті тығыздау, электрокаптау, қабырғаны кесу және қалыптау және т.б.. Олардың ішінде матрицаны байланыстыру процесі ең күрделі және маңызды орау процестерінің бірі болып табылады, ал қалыппен байланыстыру технологиялық жабдықтары да бірі болып табылады. жартылай өткізгішті ораудағы ең маңызды негізгі жабдық және ең жоғары нарықтық құны бар орау жабдығының бірі болып табылады. Жетілдірілген орау технологиясы литография, ою, металдандыру және планаризация сияқты алдыңғы қатарлы процестерді пайдаланғанымен, орауыштың ең маңызды процесі бұрынғысынша қалыппен байланыстыру процесі болып табылады.
2 Жартылай өткізгішті қалыппен байланыстыру процесі
2.1 Шолу
Қалыппен байланыстыру процесі сондай-ақ чипті жүктеу, өзек жүктеу, қалыппен байланыстыру, чипті байланыстыру процесі және т.б. деп аталады. Қалыппен байланыстыру процесі 1-суретте көрсетілген. Жалпы айтқанда, қалыппен байланыстыру - дәнекерлеу басын пайдаланып, пластинкадан чипті алу. сорғыш саптаманы вакуумды қолданып, визуалды нұсқаумен қорғасын жақтауының немесе қаптама субстратының белгіленген төсем аймағына орналастырыңыз, сонда чип пен төсем байланысқан және бекітілген. Қалыппен байланыстыру процесінің сапасы мен тиімділігі келесі сымды байланыстырудың сапасы мен тиімділігіне тікелей әсер етеді, сондықтан қалыппен байланыстыру жартылай өткізгіштің артқы жағындағы процестегі негізгі технологиялардың бірі болып табылады.
Жартылай өткізгішті өнімді орауыштың әртүрлі процестері үшін қазіргі уақытта жабысқақ байланыстыру, эвтектикалық байланыстыру, жұмсақ дәнекерлеу, күміс агломерациялау, ыстық престеу және флип-чиппен байланыстыру сияқты алты негізгі желімдеу процесінің технологиясы бар. Чипті жақсы байланыстыруға қол жеткізу үшін қалыптарды байланыстыру процесіндегі негізгі технологиялық элементтердің бір-бірімен ынтымақтасуын қамтамасыз ету қажет, оның ішінде негізінен матрицаны байланыстыратын материалдар, температура, уақыт, қысым және басқа элементтер.
2. 2 Жабысқақ жабыстыру процесі
Жабысқақ жабыстыру кезінде чипті орналастырмас бұрын қорғасынның жақтауына немесе қаптаманың субстратына желімнің белгілі бір мөлшерін жағу керек, содан кейін матрицаны байланыстыру басы чипті алады, ал машинаның көру нұсқаулығы арқылы чип байланыстыруға дәл орналастырылады. желіммен қапталған қорғасын жақтауының немесе қаптаманың субстратының күйі және фишкалар арасында жабысқақ қабат құра отырып, матрицаны байланыстыру машинасының басы арқылы чипке белгілі бір бекіту күші қолданылады. чипті біріктіру, орнату және бекіту мақсатына жету үшін чип пен қорғасын жақтауын немесе қаптаманың астарын. Қалыппен байланыстыру процесі желіммен байланыстыру процесі деп те аталады, себебі желім қалыптарды байланыстыратын машинаның алдында қолданылуы керек.
Жиі қолданылатын желімдерге эпоксидті шайыр және өткізгіш күміс паста сияқты жартылай өткізгіш материалдар жатады. Жабысқақ жабыстыру – жартылай өткізгіш чиптерді байланыстырудың ең кең таралған процесі, себебі процесс салыстырмалы түрде қарапайым, құны төмен және әртүрлі материалдарды қолдануға болады.
2.3 Эвтектикалық байланыс процесі
Эвтектикалық байланыстыру кезінде эвтектикалық байланыстырушы материал әдетте чиптің немесе қорғасынның рамасының түбіне алдын ала жағылады. Эвтектикалық байланыстыру жабдығы чипті алады және чипті қорғасын рамасының сәйкес байланыстыру орнында дәл орналастыру үшін машинаның көру жүйесі арқылы басқарылады. Чип пен қорғасын жақтауы қыздыру мен қысымның біріккен әрекеті кезінде чип пен қаптаманың астары арасындағы эвтектикалық байланыстырушы интерфейсті құрайды. Эвтектикалық байланыстыру процесі көбінесе қорғасын жақтауында және керамикалық субстратты қаптамада қолданылады.
Эвтектикалық байланыстыратын материалдар әдетте белгілі бір температурада екі материалмен араласады. Жиі қолданылатын материалдарға алтын мен қалайы, алтын және кремний және т.б. жатады. Эвтектикалық байланыстыру процесін пайдаланған кезде қорғасын рамасы орналасқан жолды жіберу модулі жақтауды алдын ала қыздырады. Эвтектикалық байланыс процесін жүзеге асырудың кілті эвтектикалық байланыстырушы материал екі құрамдас материалдың балқу температурасынан әлдеқайда төмен температурада байланыс түзе алады. Эвтектикалық байланыс процесі кезінде жақтаудың тотығуын болдырмау үшін эвтектикалық байланыстыру процесінде қорғасын жақтауын қорғау үшін жолға енгізу үшін сутегі және азот аралас газ сияқты қорғаныс газдары жиі қолданылады.
2. 4 Жұмсақ дәнекерлеу процесі
Жұмсақ дәнекерленген дәнекерлеу кезінде, чипті орналастырмас бұрын, қорғасын жақтауындағы байланыстыру орны қалайыланады және басылады немесе екі рет қалайыланады, ал қорғасын жақтауын жолға қыздыру қажет. Жұмсақ дәнекерлеу процесінің артықшылығы - жақсы жылу өткізгіштік, ал кемшілігі - тотығу оңай және процесс салыстырмалы түрде күрделі. Ол транзисторлық контурлық орау сияқты қуат құрылғыларының қорғасын жақтауын орау үшін қолайлы.
2. 5 Күмісті агломерациялауды байланыстыру процесі
Ағымдағы үшінші буынның қуатты жартылай өткізгіш чиптері үшін ең перспективалы байланыстыру процесі - өткізгіш желімде қосылуға жауапты эпоксидті шайыр сияқты полимерлерді араластыратын металл бөлшектерін агломерациялау технологиясын пайдалану. Ол тамаша электр өткізгіштікке, жылу өткізгіштікке және жоғары температураға қызмет көрсету сипаттамаларына ие. Бұл сондай-ақ соңғы жылдардағы үшінші буындағы жартылай өткізгішті қаптамада одан әрі жетістіктерге жетудің негізгі технологиясы болып табылады.
2.6 Термокомпрессиялық байланыстыру процесі
Өнімділігі жоғары үш өлшемді интегралды схемаларды қаптамада қолдануда, микросхемалар арасындағы кіріс/шығыс қадамының, соққы өлшемі мен қадамының үздіксіз төмендеуіне байланысты, Intel жартылай өткізгіш компаниясы шағын қадамды байланыстыру, кішкентайларды байланыстыру үшін қосымша термокомпрессиялық байланыстыру процесін іске қосты. қадамы 40-50 мкм немесе тіпті 10 мкм болатын соққылы чиптер. Термокомпрессиялық байланыстыру процесі чиптен пластинаға және чиптен субстратқа қолдануға жарамды. Жылдам көп сатылы процесс ретінде термокомпрессиялық байланыстыру процесі біркелкі емес температура және шағын көлемді дәнекерлеудің бақыланбайтын балқуы сияқты процесті басқару мәселелерінде қиындықтарға тап болады. Термокомпрессиялық байланыстыру кезінде температура, қысым, позиция және т.б. нақты бақылау талаптарына сай болуы керек.
2.7 Флип чипті байланыстыру процесі
Флип чипті байланыстыру процесінің принципі 2-суретте көрсетілген. Айналу механизмі вафлиден чипті алып, чипті тасымалдау үшін оны 180° бұрады. Дәнекерлеу басының шүмегі чипті айналдыру механизмінен алады, ал чиптің соққы бағыты төмен. Дәнекерлеу басының саптамасы орауыш субстраттың жоғарғы жағына жылжығаннан кейін, чипті орау субстратына жабыстыру және бекіту үшін төмен қарай жылжиды.
Flip чипті қаптама чиптерді өзара қосудың озық технологиясы болып табылады және озық орау технологиясының негізгі даму бағыты болды. Ол жоғары тығыздық, жоғары өнімділік, жұқа және қысқа сипаттамаларға ие және смартфондар мен планшеттер сияқты тұтынушылық электронды өнімдердің даму талаптарына жауап бере алады. Флип чипті байланыстыру процесі орау құнын төмендетеді және жинақталған чиптер мен үш өлшемді қаптаманы жүзеге асыра алады. Ол 2.5D/3D біріктірілген орау, вафли деңгейіндегі орау және жүйелік деңгейдегі орау сияқты орау технологиясының салаларында кеңінен қолданылады. Флип чипті байланыстыру процесі озық орау технологиясында ең көп қолданылатын және ең көп қолданылатын қатты пішінді байланыстыру процесі болып табылады.
Жіберу уақыты: 18 қараша 2024 ж