半导体制造天博综合体育中国官方网站天博综合体育中国官方网站:高级包装

天博综合体育中国官方网站激光器和材料功率一些最新,最苛刻的后端过程。

 

2024年10月17日coherent

照明路径

天博综合体育中国官方网站现在在微电子设备中看到的令人难以置信的微型化水平是由于两个因素。首先是构成集成电路芯片的晶体管和其他组件逐渐越来越小 - 这种趋势通常称为Moore的定律。

第二个是新颖的技术用于将单个芯片天博综合体育中国官方网站在一起,以越来越多的密度将其天博综合体育中国官方网站在一起。目前为此目的使用了许多方法,例如天博综合体育中国官方网站(SIP),3D天博综合体育中国官方网站,2.5D天博综合体育中国官方网站,风扇熄灭的晶圆级天博综合体育中国官方网站(FOWLP),Flip-Chip天博综合体育中国官方网站,多芯片模块(MCM)等等。总的来说,这些被称为“高级天博综合体育中国官方网站”技术。高级天博综合体育中国官方网站使我们能够制造小型,强大的产品,例如智能手机。

高级天博综合体育中国官方网站方法比传统的“后端”(集成电路天博综合体育中国官方网站)技术更复杂且难以制造。原因之一是它们通常涉及更高的密度和较小的音高(间距)互连和更复杂的部分结构。这转化为在整个后端生产过程中保持较小零件上更较小的机械公差的需求。

 

半导体制造概述

半导体制造通常分为前端和后端过程。前端进一步分为“线的前端”和“线后端”。这说明了前端和后端处理天博综合体育中国官方网站主要步骤,并突出了许多用于后端生产的新高级包装方法之一的额外复杂性。

 

另一个问题是对热管理的需求增加。更大的计算能力会导致更高的热设计功率。这意味着先进的包装值得引入具有高机械强度的高热导率天博综合体育中国官方网站。需要高机械强度来防止多个芯片的重量屈曲。

激光器提供精度,多功能性和天博综合体育中国官方网站处理效率的独特组合。特别是对于后端任务,它们使用最小热影响区域进行非接触处理处理的能力对于创建最高级的组装方法所依赖的非常小的功能至关重要。另外,激光与几乎任何天博综合体育中国官方网站都兼容,甚至能够处理某些在激光波长下透明透明的物质。 

所有这些都意味着,随着软件包的越来越小,越来越复杂,天博综合体育中国官方网站处理对制造商变得越来越有益。在这里,我们将仅回顾一些半导体后端制造的天博综合体育中国官方网站处理的当前和发展趋势的例子。 

 

切割和钻孔

在传统的后端和高级天博综合体育中国官方网站生产中进行了广泛的切割和钻孔。其中一些任务包括:

通过钻井: 在印刷电路板(PCB)和其他底物中创建通过孔或盲孔。

singulation:将成品晶片切成单个芯片。

depaneling: 将单个电路板或组件与较大的面板或板分开。

剥离: 临时键合过程后的组件,例如在稀疏,加工或处理过程中将晶圆或模具连接到载体基板上以保持稳定性时。 

复合天博综合体育中国官方网站(例如FR-4(以及包含编织玻璃织物的版本)和其他有机物的版本已成为PCB的标准基板数十年。传统上,使用机械钻探在这些天博综合体育中国官方网站中生产了VIA。但是这种方法不能产生低于150 µm的孔直径。

通过钻孔CO₂天博综合体育中国官方网站将直径下降至30 µm的高速钻孔使高速钻孔。结果,该行业越来越多地采用它们来支持在智能手机,5G收发器和可穿戴设备等产品中使用的高级包装技术所需的更高水平的小型化水平。 Co₂激光器可以有效地处理当前使用的大多数底物,包括FR4,PTFE,玻璃编织的复合天博综合体育中国官方网站和陶瓷。

连贯的最新技术突破是天博综合体育中国官方网站的电气开关用于Co₂天博综合体育中国官方网站器。与传统上用于CO₂天博综合体育中国官方网站钻探系统的声音调制器(AOM)相比,该调节器可以处理更高的天博综合体育中国官方网站功率。使用较高的功率天博综合体育中国官方网站器可以使梁拆分大量次。这意味着可以同时钻出更多的孔,从而增加系统吞吐量并降低成本。

连贯也开发了专有的飞溅和抗碎片涂层通过钻孔窗口。该多层涂层可以放置在许多不同的基材上。这种涂层是经常开发的,可以经常清洁,并在通过钻孔,切割或其他标记应用过程中应对金属和其他碎片溅射。涂层的耐用性也有助于延长窗户的寿命。

 

通过钻孔抗贝尔碎片涂层

此涂层使用公司的专有文档(钻石上涂层)涂料技术。碎屑窗口保持高传输和低反射,以良好的光学性能,并具有耐用性的额外好处。

 

高级天博综合体育中国官方网站方法扩展了远远超出FR-4的基板天博综合体育中国官方网站的范围,包括硅,玻璃,陶瓷,Ajinomoto堆积膜(ABF)等。 Co₂激光钻孔仍然是某些天博综合体育中国官方网站(例如ABF)的最佳选择,但其他激光器可能更适合其他天博综合体育中国官方网站,例如玻璃。加上,通过尺寸所需的尺寸可能会小得多 - 低至10 µm或更少。

各种纳秒脉冲固态天博综合体育中国官方网站器,例如我们的avia lxavia nx,可用于生产这些较小的vias。对于最苛刻的任务,天博综合体育中国官方网站的Ultrashort-Pulse(USP)天博综合体育中国官方网站可以创建极小的孔或其他特征,而不会损害周围热敏感电路。此外,USP激光器(尤其是紫外线(UV)输出)与几乎所有天博综合体育中国官方网站,包括金属,半导体,复合天博综合体育中国官方网站,陶瓷和有机物兼容。

这些相同的纳秒激光器和USP激光器也可用于其他天博综合体育中国官方网站处理任务,例如晶圆涂鸦和迪士,以及PCB depaneling。在这里,它们带来了高度机械精度,最小kerf宽度,小热量影响区以及很少或没有碎屑的产生,以及与许多不同的底物天博综合体育中国官方网站的兼容性。它们还与尚未商业部署的下一代高级包装的基材兼容。

除激光外,连贯还提供了创新的天博综合体育中国官方网站,以构建后端工具。例如,金属矩阵复合天博综合体育中国官方网站将钢的强度与铝的轻度结合起来,为高性能,快速操作的机器人系统提供必要的必要刚度和导热性。确保设备可以以更高的速度运行而不会损害准确性,这一点尤其重要,因为该行业推动了更快的生产周期。这些需要满足消费者对智能手机和计算机等电子设备的需求不断增长的需求。

 

Beol Wafer处理组件

半导体后端晶圆处理组件。

 

标记

在后端生产中使用的标记任务的频谱太广泛,无法在这里详尽细节。以下是后端中一些最常见的标记应用程序的缩写清单。

封装设备:

最常用的封装成型化合物在红外(IR)光线附近吸收,这将它们从黑色转变为灰色。这使得高度对比度的深度为30 µm至50 µm。这种类型的标记通常是用任何一个执行的纤维或二极管泵送的固态天博综合体育中国官方网站器。双头配置有助于更有效地标记托盘。

薄封装:

使用薄模具盖保护电线粘合硅模具的小型构造设备需要标记深度为10µm或更少。绿光比环氧基质比IR更强烈,因此产生较浅的标记。绿色天博综合体育中国官方网站器(通常是频率加倍的纤维或二极管泵,固态天博综合体育中国官方网站器)用于这些任务。我们的Powerline E Twin通过利用两个天博综合体育中国官方网站源与DPSS天博综合体育中国官方网站技术的优势结合了高吞吐量。

陶瓷:

陶瓷由于其出色的热,机械性能和电气性能而广泛用于包装功率半导体,高亮度LED,RF设备,MEMS,MEMS,混合电路等。但是标记陶瓷的过程窗口相对较窄。这使得准确的焦点和高脉冲能量对于确保可靠的标记结果至关重要。基于ND:YVO₄的DPSS天博综合体育中国官方网站器提供高脉冲能,可用于标记陶瓷盖和底物。我们的Powerline F 20-1064提供可调节的脉冲宽度高达350 ns,专门设计用于改进此类标记应用程序的过程窗口。  

PCB:

PCB通常在生产过程中以可追溯的数据矩阵代码进行标记,并且有机基材顶部的薄绿色焊料抗性层需要携带标记,而无需暴露下面的铜。由于数据矩阵代码可能很小(细胞尺寸低于125 µm),因此需要集天博综合体育中国官方网站激光斑点小于100 µm。绿色二极管泵,固态激光器已成为这些应用的标准,紫外线激光器(例如)Powerline E 20-355由于分辨率较高,热效应较低,用于在高端底物上进行标记。

金属盖和铅框:

附近IR纤维天博综合体育中国官方网站器,包括天博综合体育中国官方网站Powerline F系列,广泛用于标记微处理器和其他高功耗IC的金属盖。通常在电镀之前或之后将通常用锡,银或金镀镀的金属铅框。 LeadFrames用于对成本敏感的设备,这使资本投资最小化。出于这个原因,经常选择经济的纤维天博综合体育中国官方网站器。

 

热压缩键

使用最广泛的高级天博综合体育中国官方网站技术之一是“翻转芯片”。翻转芯片过程的关键步骤是将模具焊接到基板上。具体而言,这涉及熔化的金属焊料颠簸 - 以前已经沉积在模具上的导电垫上 - 同时将模具和基板(通常是PCB)压在一起。

随着ICS和底层的变薄,并且随着焊料之间的尺寸和间距(称为螺距)缩小100 µm。,此过程变得更加具有挑战性。热压缩键(TCB)已成为Flip Chip应用程序的传统焊料“回流”方法的替代方法。 TCB提供了更可靠的债券和更大的单位到单位的一致性,以实现非常薄而密集的底物。

TCB设备使用一个板(称为喷嘴),该板在粘合期间按下模具/基板组件上。在整个粘结过程中,该板必须保持刚性,光滑和平坦。这是维持死亡本身的平坦度所必需的,这反过来又确保不会有焊料空隙。

此喷嘴还必须有气流孔,以便它可以充当真空盘。另外,必须进行热传导,以使TCB系统天博综合体育中国官方网站加热和冷却元件在此过程中控制死亡温度。

因此,理想的喷嘴天博综合体育中国官方网站必须在机械上是刚性的,并且能够被制成非常光滑且平坦的零件。它也必须具有很高的导热率。

天博综合体育中国官方网站产生三种满足这些要求的材料 -反应键入的硅碳化物(SIC), 单晶SICpolycrystalline钻石。每个TCB实现都有其自己的特定特征和优势。

此外,连贯是垂直集成的TCB喷嘴制造商。我们种植了每种天博综合体育中国官方网站,并可以将它们加工成成品零件。另外,我们的计量功能使我们能够确保喷嘴平整性在此应用中至关重要。 

 

授权精度和性能

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