Utafiti juu ya kufa kwa semiconductormchakato wa kuunganisha, ikiwa ni pamoja na mchakato wa kuunganisha wambiso, mchakato wa kuunganisha eutectic, mchakato wa kuunganisha laini ya solder, mchakato wa kuunganisha kwa sintering ya fedha, mchakato wa kuunganisha moto, mchakato wa kuunganisha chip. Aina na viashiria muhimu vya kiufundi vya vifaa vya kuunganisha kufa vya semiconductor vinaletwa, hali ya maendeleo inachambuliwa, na mwelekeo wa maendeleo unatarajiwa.
1 Muhtasari wa tasnia ya semiconductor na ufungaji
Sekta ya semiconductor haswa inajumuisha vifaa na vifaa vya semiconductor ya juu ya mkondo, utengenezaji wa semiconductor ya kati, na matumizi ya chini. sekta ya semiconductor ya nchi yangu ilianza kuchelewa, lakini baada ya karibu miaka kumi ya maendeleo ya haraka, nchi yangu imekuwa soko kubwa zaidi la watumiaji wa bidhaa za semiconductor na soko kubwa zaidi la vifaa vya semiconductor duniani. Sekta ya semiconductor imekuwa ikiendelea kwa kasi katika mfumo wa kizazi kimoja cha vifaa, kizazi kimoja cha mchakato na kizazi kimoja cha bidhaa. Utafiti juu ya mchakato na vifaa vya semiconductor ndio nguvu kuu ya maendeleo endelevu ya tasnia na dhamana ya ukuzaji wa viwanda na uzalishaji wa wingi wa bidhaa za semiconductor.
Historia ya maendeleo ya teknolojia ya ufungaji wa semiconductor ni historia ya uboreshaji unaoendelea wa utendaji wa chip na miniaturization inayoendelea ya mifumo. Nguvu ya ndani ya teknolojia ya upakiaji imebadilika kutoka nyanja ya simu mahiri za hali ya juu hadi nyanja kama vile kompyuta ya utendaji wa juu na akili bandia. Hatua nne za maendeleo ya teknolojia ya ufungaji wa semiconductor zinaonyeshwa kwenye Jedwali 1.
Wakati nodi za mchakato wa lithography ya semiconductor zikielekea 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm, na 2 nm, R&D na gharama za uzalishaji zinaendelea kupanda, kiwango cha mavuno hupungua, na Sheria ya Moore inapungua. Kwa mtazamo wa mwelekeo wa maendeleo ya viwanda, kwa sasa unakabiliwa na mipaka ya kimwili ya msongamano wa transistor na ongezeko kubwa la gharama za utengenezaji, ufungaji unaendelea kwa mwelekeo wa miniaturization, msongamano wa juu, utendaji wa juu, kasi ya juu, mzunguko wa juu, na ushirikiano wa juu. Sekta ya semiconductor imeingia katika enzi ya baada ya Moore, na michakato ya hali ya juu hailengi tu katika maendeleo ya nodi za teknolojia ya utengenezaji wa kaki, lakini hatua kwa hatua inageukia teknolojia ya hali ya juu ya ufungaji. Teknolojia ya juu ya ufungaji haiwezi tu kuboresha kazi na kuongeza thamani ya bidhaa, lakini pia kupunguza kwa ufanisi gharama za utengenezaji, na kuwa njia muhimu ya kuendelea na Sheria ya Moore. Kwa upande mmoja, teknolojia ya msingi ya chembe hutumiwa kugawanya mifumo changamano katika teknolojia kadhaa za ufungashaji ambazo zinaweza kuunganishwa katika ufungashaji wa aina tofauti na tofauti. Kwa upande mwingine, teknolojia ya mfumo jumuishi hutumiwa kuunganisha vifaa vya vifaa na miundo tofauti, ambayo ina faida za kipekee za kazi. Uunganisho wa kazi nyingi na vifaa vya vifaa tofauti hugunduliwa kwa kutumia teknolojia ya microelectronics, na maendeleo kutoka kwa nyaya zilizounganishwa hadi mifumo iliyounganishwa hufanyika.
Ufungaji wa semiconductor ndio mahali pa kuanzia kwa utengenezaji wa chip na daraja kati ya ulimwengu wa ndani wa chip na mfumo wa nje. Kwa sasa, pamoja na ufungaji wa jadi wa semiconductor na makampuni ya kupima, semiconductorkakiwaanzilishi, kampuni za uundaji wa semiconductor, na kampuni za sehemu zilizojumuishwa zinaendeleza kikamilifu ufungaji wa hali ya juu au teknolojia muhimu zinazohusiana za ufungaji.
Michakato kuu ya teknolojia ya ufungaji wa jadi nikakikukonda, kukata, kuunganisha kufa, kuunganisha waya, kuziba plastiki, electroplating, kukata mbavu na ukingo, nk. Miongoni mwao, mchakato wa kuunganisha kufa ni mojawapo ya michakato ngumu zaidi na muhimu ya ufungaji, na vifaa vya mchakato wa kufa bonding pia ni moja ya kifaa muhimu zaidi cha msingi katika ufungaji wa semiconductor, na ni mojawapo ya vifaa vya ufungashaji vyenye thamani ya juu zaidi ya soko. Ingawa teknolojia ya hali ya juu ya ufungashaji hutumia michakato ya mbele kama vile lithography, etching, metallization, na planarization, mchakato muhimu zaidi wa ufungaji bado ni mchakato wa kuunganisha kufa.
2 Semiconductor kufa bonding mchakato
2.1 Muhtasari
Mchakato wa kuunganisha kwenye kufa pia huitwa upakiaji wa chip, upakiaji wa msingi, bonding ya kufa, mchakato wa kuunganisha chip, n.k. Mchakato wa kuunganisha kwenye kufa umeonyeshwa kwenye Mchoro 1. Kwa ujumla, kuunganisha kufa ni kuchukua chip kutoka kwa kaki kwa kutumia kichwa cha kulehemu. pua ya kunyonya kwa kutumia utupu, na kuiweka kwenye sehemu ya pedi iliyochaguliwa ya fremu ya risasi au sehemu ndogo ya ufungaji chini ya mwongozo wa kuona, ili chip na pedi viunganishwe na fasta. Ubora na ufanisi wa mchakato wa kuunganisha kufa utaathiri moja kwa moja ubora na ufanisi wa uunganishaji wa waya unaofuata, kwa hivyo uunganishaji wa kufa ni mojawapo ya teknolojia muhimu katika mchakato wa nyuma wa semiconductor.
Kwa michakato mbalimbali ya ufungaji wa bidhaa za semicondukta, kwa sasa kuna teknolojia kuu sita za mchakato wa uunganishaji wa kufa, ambazo ni uunganishaji wa kunata, uunganishaji wa eutektiki, uunganishaji laini wa solder, uunganishaji wa sintering ya fedha, uunganishaji wa ukandamizaji moto, na uunganishaji wa chip. Ili kufikia ushirikiano mzuri wa chip, ni muhimu kufanya vipengele muhimu vya mchakato katika mchakato wa kuunganisha kufa kushirikiana na kila mmoja, hasa ikiwa ni pamoja na vifaa vya kuunganisha kufa, joto, wakati, shinikizo na vipengele vingine.
2. 2 Mchakato wa kuunganisha wambiso
Wakati wa kuunganisha wambiso, kiasi fulani cha wambiso kinahitajika kutumika kwenye sura ya kuongoza au substrate ya mfuko kabla ya kuweka chip, na kisha kichwa cha kuunganisha kufa huchukua chip, na kupitia mwongozo wa maono ya mashine, chip huwekwa kwa usahihi kwenye kuunganisha. nafasi ya sura ya risasi au substrate ya mfuko iliyofunikwa na wambiso, na nguvu fulani ya kuunganisha kufa inatumiwa kwenye chip kupitia kichwa cha mashine ya kuunganisha kufa, na kutengeneza safu ya wambiso kati ya chip na sura ya kuongoza au substrate ya mfuko, ili kufikia madhumuni ya kuunganisha, kufunga na kurekebisha chip. Mchakato huu wa kuunganisha kufa pia huitwa mchakato wa kuunganisha gundi kwa sababu gundi inahitaji kuwekwa mbele ya mashine ya kuunganisha ya kufa.
Viungio vinavyotumiwa kwa kawaida ni pamoja na vifaa vya semiconductor kama vile resin ya epoxy na kuweka fedha ya conductive. Uunganishaji wa wambiso ni mchakato unaotumika zaidi wa kuunganisha semiconductor kwa sababu mchakato huo ni rahisi kiasi, gharama ni ya chini, na vifaa mbalimbali vinaweza kutumika.
2.3 Mchakato wa kuunganisha Eutectic
Wakati wa kuunganisha eutectic, nyenzo za kuunganisha eutectic kwa ujumla huwekwa awali kwenye sehemu ya chini ya chip au fremu ya risasi. Vifaa vya kuunganisha eutectic huchukua chip na kuongozwa na mfumo wa maono ya mashine ili kuweka chip kwa usahihi kwenye nafasi inayofanana ya kuunganisha ya sura ya kuongoza. Chip na fremu ya risasi huunda kiolesura cha kuunganisha eutectic kati ya chip na substrate ya kifurushi chini ya hatua ya pamoja ya joto na shinikizo. Mchakato wa kuunganisha eutectic mara nyingi hutumiwa katika sura ya risasi na ufungaji wa substrate ya kauri.
Nyenzo za kuunganisha eutectic kwa ujumla huchanganywa na nyenzo mbili kwa joto fulani. Nyenzo zinazotumiwa kwa kawaida ni pamoja na dhahabu na bati, dhahabu na silikoni, n.k. Unapotumia mchakato wa kuunganisha eutectic, moduli ya maambukizi ya wimbo ambapo fremu ya risasi iko itapasha joto fremu mapema. Ufunguo wa utambuzi wa mchakato wa kuunganisha eutectic ni kwamba nyenzo za kuunganisha eutectic zinaweza kuyeyuka kwa joto chini ya kiwango cha kuyeyuka cha nyenzo mbili za msingi ili kuunda dhamana. Ili kuzuia fremu isiweke oksidi wakati wa mchakato wa kuunganisha eutectic, mchakato wa kuunganisha eutectic pia mara nyingi hutumia gesi za kinga kama vile hidrojeni na gesi mchanganyiko wa nitrojeni ili kuingizwa kwenye wimbo ili kulinda fremu ya risasi.
2. 4 Mchakato laini wa kuunganisha solder
Wakati wa kuunganisha laini ya solder, kabla ya kuweka chip, nafasi ya kuunganisha kwenye sura ya kuongoza hupigwa na kushinikizwa, au kupigwa mara mbili, na sura ya risasi inahitaji kuwashwa moto kwenye wimbo. Faida ya mchakato wa kuunganisha laini ya solder ni conductivity nzuri ya mafuta, na hasara ni kwamba ni rahisi oxidize na mchakato ni kiasi ngumu. Inafaa kwa ufungaji wa fremu ya risasi ya vifaa vya nguvu, kama vile ufungaji wa muhtasari wa transistor.
2. 5 Mchakato wa kuunganisha kwa sintering ya fedha
Mchakato unaotia matumaini zaidi wa kuunganisha kwa chipu ya sasa ya kizazi cha tatu ya semiconductor ya nguvu ni matumizi ya teknolojia ya kunyonya chembe za chuma, ambayo huchanganya polima kama vile resin ya epoxy inayohusika na kuunganisha kwenye gundi ya conductive. Ina conductivity bora ya umeme, conductivity ya mafuta, na sifa za huduma za joto la juu. Pia ni teknolojia muhimu kwa mafanikio zaidi katika ufungaji wa semiconductor wa kizazi cha tatu katika miaka ya hivi karibuni.
2.6 Mchakato wa kuunganisha kwa Thermocompression
Katika uwekaji uwekaji wa saketi zilizounganishwa zenye utendakazi wa hali ya juu zenye mwelekeo-tatu, kwa sababu ya kuendelea kupunguzwa kwa kiwango cha pembejeo/pato cha muunganisho wa chip, saizi ya mapema na lami, kampuni ya semiconductor ya Intel imezindua mchakato wa uunganishaji wa hali ya joto kwa matumizi ya hali ya juu ya uunganishaji wa lami, kuunganisha vidogo. bump chips na lami ya 40 hadi 50 μm au hata 10 μm. Mchakato wa kuunganisha kwa thermocompression unafaa kwa matumizi ya chip-to-kaki na chip-to-substrate. Kama mchakato wa haraka wa hatua nyingi, mchakato wa kuunganisha kidhibiti cha halijoto hukabiliana na changamoto katika masuala ya udhibiti wa mchakato, kama vile halijoto isiyosawazisha na kuyeyuka kusikoweza kudhibitiwa kwa solder ya ujazo mdogo. Wakati wa kuunganisha thermocompression, joto, shinikizo, nafasi, nk lazima kufikia mahitaji ya udhibiti sahihi.
2.7 Mchakato wa kuunganisha chip
Kanuni ya mchakato wa kuunganisha chip inaonyeshwa kwenye Mchoro 2. Utaratibu wa kugeuza huchukua chip kutoka kwenye kaki na kuigeuza 180 ° ili kuhamisha chip. Pua ya kichwa cha soldering inachukua chip kutoka kwa utaratibu wa flip, na mwelekeo wa mapema wa chip ni chini. Baada ya pua ya kichwa cha kulehemu kuhamia juu ya substrate ya ufungaji, inasonga chini ili kushikamana na kurekebisha chip kwenye substrate ya ufungaji.
Ufungaji wa chip ni teknolojia ya hali ya juu ya unganisho la chip na imekuwa mwelekeo kuu wa ukuzaji wa teknolojia ya hali ya juu ya ufungashaji. Ina sifa za msongamano wa juu, utendakazi wa hali ya juu, nyembamba na fupi, na inaweza kukidhi mahitaji ya uundaji wa bidhaa za kielektroniki za watumiaji kama vile simu mahiri na kompyuta kibao. Mchakato wa kuunganisha chip geuza hufanya gharama ya ufungaji kuwa chini na inaweza kutambua chips zilizopangwa na vifungashio vya pande tatu. Inatumika sana katika nyanja za teknolojia ya ufungashaji kama vile ufungashaji jumuishi wa 2.5D/3D, ufungashaji wa kiwango cha kaki, na ufungashaji wa kiwango cha mfumo. Mchakato wa kuunganisha chipu mgeuzo ndio mchakato unaotumika sana na unaotumika sana katika teknolojia ya hali ya juu ya ufungashaji.
Muda wa kutuma: Nov-18-2024