Жарым өткөргүч өлчөм боюнча изилдөөбайланыш процесси, анын ичинде чаптама байланыш процесси, эвтектикалык байланыш процесси, жумшак ширетүүчү байланыш процесси, күмүш агломерациялоо процесси, ысык басуу процесси, флип чипти бириктирүү процесси. Жарым өткөргүчтөрдү бириктирүүчү жабдуулардын түрлөрү жана маанилүү техникалык көрсөткүчтөрү киргизилип, өнүгүү абалы талданууда жана өнүгүү тенденциясы болжолдонууда.
1 Жарым өткөргүч өнөр жай жана таңгактоо жөнүндө жалпы маалымат
Жарым өткөргүч өнөр жайы өзгөчө жарым өткөргүчтөрдүн жогорку агымдагы материалдарын жана жабдууларын, орто агымдагы жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүнү жана төмөнкү агымдык колдонмолорду камтыйт. менин өлкөмдүн жарым өткөргүч өнөр жайы кеч башталды, бирок он жылга жакын ылдам өнүгүүдөн кийин менин өлкөм дүйнөдөгү эң ири жарым өткөргүч продукциясынын керектөө рыногуна жана дүйнөдөгү эң ири жарым өткөргүч жабдуулар рыногуна айланды. Жарым өткөргүч өнөр жайы жабдуулардын бир мууну, процесстин бир мууну жана продукциянын бир мууну режиминде тез өнүгүп жатат. Жарым өткөргүч процесстерин жана жабдууларын изилдөө өнөр жайдын тынымсыз прогрессинин негизги кыймылдаткыч күчү жана жарым өткөргүч продукциясын индустриялаштыруунун жана массалык түрдө чыгаруунун гаранты болуп саналат.
Жарым өткөргүчтүү таңгактоо технологиясынын өнүгүү тарыхы чиптин иштешинин үзгүлтүксүз өркүндөтүлүшү жана системалардын үзгүлтүксүз кичирейтүү тарыхы. Таңгактоо технологиясынын ички кыймылдаткыч күчү жогорку класстагы смартфондор тармагынан жогорку өндүрүмдүүлүктөгү эсептөө жана жасалма интеллект сыяктуу тармактарга чейин өзгөрдү. Жарым өткөргүчтүү таңгактоо технологиясын өнүктүрүүнүн төрт этабы 1-таблицада көрсөтүлгөн.
Жарым өткөргүч литография процессинин түйүндөрү 10 нм, 7 нм, 5 нм, 3 нм жана 2 нмге карай жылган сайын, илимий-изилдөө жана өндүрүштүк чыгымдар өсө берет, түшүмдүүлүк төмөндөйт жана Мур мыйзамы жайлайт. Учурда транзистордук тыгыздыктын физикалык чектери жана өндүрүштүк чыгымдардын эбегейсиз өсүшү менен чектелген өнөр жайды өнүктүрүү тенденцияларынын көз карашынан алганда, таңгак кичирейтүү, жогорку тыгыздык, жогорку өндүрүмдүүлүк, жогорку ылдамдык, жогорку жыштык жана жогорку интеграция багытында өнүгүп жатат. Жарым өткөргүч өнөр жайы Мурдан кийинки доорго кирди жана өнүккөн процесстер мындан ары пластиналарды өндүрүү технологиясы түйүндөрүн өркүндөтүүгө багытталган эмес, акырындык менен өнүккөн таңгактоо технологиясына кайрылышат. Өркүндөтүлгөн таңгактоо технологиясы функцияларды өркүндөтүп, продукциянын баасын жогорулатуу менен гана чектелбестен, өндүрүштүк чыгымдарды эффективдүү азайтып, Мур мыйзамын улантуунун маанилүү жолуна айланат. Бир жагынан алганда, негизги бөлүкчөлөр технологиясы татаал системаларды гетерогендүү жана гетерогендүү таңгактарга пакеттелген бир нече таңгактоо технологияларына бөлүү үчүн колдонулат. Башка жагынан алганда, интеграцияланган система технологиясы уникалдуу функционалдык артыкчылыктарга ээ болгон ар кандай материалдардын жана структуралардын түзүлүштөрүн бириктирүү үчүн колдонулат. Бир нече функцияларды жана ар кандай материалдардын түзүлүштөрүн интеграциялоо микроэлектроника технологиясын колдонуу менен ишке ашырылат, ал эми интегралдык микросхемалардан интегралдык системаларга чейин өнүгүү ишке ашат.
Жарым өткөргүчтүү таңгак чипти өндүрүү үчүн баштапкы чекит жана чиптин ички дүйнөсү менен тышкы системанын ортосундагы көпүрө болуп саналат. Азыркы учурда, салттуу жарым өткөргүчтөрдү таңгактоо жана сыноо компанияларынан тышкары, жарым өткөргүчвафликуюучу заводдор, жарым өткөргүчтөрдү долбоорлоо компаниялары жана интегралдык компонент компаниялары өнүккөн таңгактоо же тиешелүү негизги таңгактоо технологияларын активдүү иштеп чыгууда.
Салттуу таңгактоо технологиясынын негизги процесстери болуп саналатвафлижукартуу, кесүү, өлчөм менен байланыштыруу, зым менен байланыштыруу, пластмасса менен жабуу, электропластика, кабыргаларды кесүү жана калыптоо ж.б. жарым өткөргүч таңгагындагы эң маанилүү негизги жабдуулар жана эң жогорку рыноктук баасы менен таңгактоочу жабдуулардын бири. Өркүндөтүлгөн таңгактоо технологиясы литография, оюу, металлдаштыруу жана планаризация сыяктуу алдыңкы процесстерди колдонсо да, эң маанилүү таңгактоо процесси дагы эле өлчөм менен байланыштыруу процесси болуп саналат.
2 Жарым өткөргүчтөрдү бириктирүү процесси
2.1 Обзор
Калып байланыштыруу процесси ошондой эле чипти жүктөө, өзөктү жүктөө, өлчөмдү бириктирүү, чипти бириктирүү процесси ж.б. деп аталат. Калып менен байланыштыруу процесси 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Жалпысынан алганда, калып менен байланыштыруу бул ширетүүчү баштын жардамы менен вафлиден чипти алуу. соргучту вакуумду колдонуп, аны коргошундун рамкасынын же таңгак субстратынын белгиленген аянтчасына визуалдык жетекчиликтин астында жайгаштырыңыз, ошондо чип жана төшөк бириктирилет жана бекитилет. Өлчөмдү бириктирүү процессинин сапаты жана эффективдүүлүгү кийинки зым байланышынын сапатына жана натыйжалуулугуна түздөн-түз таасир этет, ошондуктан өлүү байланышы жарым өткөргүчтүн арткы процессиндеги негизги технологиялардын бири болуп саналат.
Ар кандай жарым өткөргүч продуктуларын таңгактоо процесстери үчүн учурда алты негизги өлчөмдүү байланыш процессинин технологиясы бар, атап айтканда жабышчаак байланыш, эвтектикалык байланыш, жумшак ширетүүчү байланыш, күмүш агломерациялоо, ысык пресстөө жана флип-чип байланышы. Чипти жакшы байланыштырууга жетишүү үчүн, өлчөмдү бириктирүү процессиндеги негизги процесстин элементтерин бири-бири менен, анын ичинде, негизинен, өлчөм байланыштыруучу материалдарды, температураны, убакытты, басымды жана башка элементтерди иштешин камсыз кылуу керек.
2. 2 Жабыштыруу процесси
Чабыштыруу учурунда, чипти коюудан мурун коргошун рамкасына же пакеттин субстратына белгилүү бир жабышчаак колдонулушу керек, андан кийин өлчөмдүү байланыш башы чипти алып, машинанын көрүү көрсөтмөсү аркылуу чип байланышка так жайгаштырылат. желим менен капталган коргошун рамкасынын же таңгак субстраттын абалы жана белгилүү бир өлчөмдү бириктирүүчү күч чипке жабыштыруучу машинанын башы аркылуу колдонулат, анын ортосунда жабышчаак катмар пайда болот. чипти бириктирүү, орнотуу жана бекитүү максатына жетүү үчүн чип жана коргошун рамкасы же пакет субстраты. Бул жабыштыруу процесси желим байланыш процесси деп да аталат, анткени жабышчаак жабыштыруучу машинанын алдында колдонулушу керек.
Көбүнчө колдонулган чаптамаларга эпоксиддик чайыр жана өткөргүч күмүш пастасы сыяктуу жарым өткөргүч материалдар кирет. Жарым өткөргүчтүү чипти бириктирүү процесси эң кеңири колдонулат, анткени процесс салыштырмалуу жөнөкөй, баасы төмөн жана ар кандай материалдарды колдонууга болот.
2.3 Эвтектикалык байланыш процесси
Эвтектикалык байланыш учурунда эвтектикалык байланыш материалы көбүнчө чиптин түбүнө же коргошун рамкасына алдын ала колдонулат. Эвтектикалык байланыш жабдуулары чипти алат жана чипти коргошун рамкасынын тиешелүү байланыш абалына так жайгаштыруу үчүн машина көрүү системасы жетектейт. Чип жана коргошун рамкасы жылытуу менен басымдын биргелешкен аракети астында чип менен пакеттик субстраттын ортосунда эвтектикалык байланыш интерфейсин түзөт. Эвтектикалык байланыш процесси көбүнчө коргошун рамкасында жана керамикалык субстрат таңгагында колдонулат.
Эвтектикалык байланыш материалдары көбүнчө белгилүү бир температурада эки материал менен аралаштырылат. Көбүнчө колдонулган материалдарга алтын жана калай, алтын жана кремний ж.б.у.с. кирет. Эвтектикалык байланыш процессин колдонууда коргошун рамкасы жайгашкан трек өткөргүч модулу кадрды алдын ала ысытат. Эвтектикалык байланыш процессин ишке ашыруунун ачкычы, эвтектикалык байланыш материалы эки курамдык материалдын эрүү температурасынан бир топ төмөн температурада эрип, байланыш түзүшү мүмкүн. Эвтектикалык байланыш процессинде алкактын кычкылданышына жол бербөө үчүн, эвтектикалык байланыш процессинде коргошун алкагын коргоо үчүн жолго киргизүү үчүн көбүнчө суутек жана азот аралаш газ сыяктуу коргоочу газдар колдонулат.
2. 4 Soft solder байланыш жараяны
Жумшак ширетүү менен бириктиргенде, чипти коюудан мурун, коргошун рамкасындагы бириктирүү позициясы калайланган жана басылган, же эки жолу калайланган, ал эми коргошун рамканы трекке жылытуу керек. жумшак ширетүүчү бириктирүү жараянынын артыкчылыгы жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүк болуп саналат, ал эми кемчилиги кычкылдануу үчүн жеңил жана жараян салыштырмалуу татаал болуп саналат. Бул транзистордук контур таңгактоосу сыяктуу электр түзүлүштөрүнүн коргошун рамкасынын таңгактоосуна ылайыктуу.
2. 5 Silver агломерциялык байланыш процесси
Үчүнчү муундагы электр жарым өткөргүч микросхемасы үчүн эң келечектүү байланыш процесси бул өткөргүч желимде туташуу үчүн жооптуу эпоксиддик чайыр сыяктуу полимерлерди аралаштырган металл бөлүкчөлөрүн агломерациялоо технологиясын колдонуу. Бул мыкты электр өткөргүчтүгү, жылуулук өткөргүчтүгү жана жогорку температурадагы тейлөө өзгөчөлүктөрүнө ээ. Бул ошондой эле акыркы жылдарда үчүнчү муундагы жарым өткөргүчтөрдүн таңгагындагы андан аркы ачылыштар үчүн негизги технология болуп саналат.
2.6 Термокомпрессиялык байланыш процесси
Жогорку өндүрүмдүүлүктөгү үч өлчөмдүү интегралдык микросхемаларды таңгактоодо, чиптердин өз ара туташтыргычынын кириш/чыгышынын кадамы, дөңсөө өлчөмү жана бийиктиги үзгүлтүксүз кыскарышынан улам, Intel жарым өткөргүч компаниясы өнүккөн кичинекей кадамдык байланыш колдонмолору үчүн термокомпрессиялык байланыш процессин ишке киргизди. 40дан 50 мкмге чейин же ал тургай 10 мкмге чейин дөңгөлөктүү чиптер. Термокомпрессиялык байланыш процесси чиптен пластинкага жана чиптен субстратка ылайыктуу. Тез көп баскычтуу процесс катары, термокомпрессиялык байланыш процесси процессти башкаруу маселелеринде кыйынчылыктарга дуушар болот, мисалы, тегиз эмес температура жана кичинекей көлөмдөгү ширетүүчүнүн контролсуз эриши. Термокомпрессиондук байланыш учурунда температура, басым, абал ж.б. так контролдоо талаптарына жооп бериши керек.
2.7 Flip чипти бириктирүү процесси
Флип чипти бириктирүү процессинин принциби 2-сүрөттө көрсөтүлгөн. Флип механизми вафлиден чипти алып, чипти өткөрүп берүү үчүн аны 180° бурат. Ширетүүчү баш сопло чипти айлантуучу механизмден алат, ал эми чиптин дөңсөө багыты ылдый карайт. Ширетүүчү баштын соплосу таңгактоочу субстраттын жогору жагына жылгандан кийин, чипти таңгак субстратына бекитүү жана бекитүү үчүн ылдыйга жылат.
Flip чип кутулоо өнүккөн чип өз ара байланыш технологиясы болуп саналат жана өнүккөн кутулоо технологиясын өнүктүрүүнүн негизги багыты болуп калды. Ал жогорку тыгыздык, жогорку өндүрүмдүүлүк, жука жана кыска мүнөздөмөлөргө ээ жана смартфондор жана планшеттер сыяктуу керектөөчү электрондук өнүмдөрдүн өнүгүү талаптарына жооп бере алат. Флип чипти бириктирүү процесси таңгактын баасын төмөндөтөт жана үйүлгөн чиптерди жана үч өлчөмдүү таңгактарды ишке ашыра алат. Ал 2.5D/3D интегралдык таңгактоо, пластинка деңгээлиндеги таңгактоо жана система деңгээлиндеги таңгактоо сыяктуу таңгактоо технологиясынын тармактарында кеңири колдонулат. Flip чипти бириктирүү процесси алдыңкы таңгактоо технологиясында эң кеңири колдонулган жана эң кеңири колдонулган катуу өлчөмдү бириктирүү процесси.
Посттун убактысы: Ноябр-18-2024