Die Acronyme 3D IC, TSV and TCB stehen jeweils für dreidimensionale integrierte Schaltung, Through Silicon Via und Thermokompressions-Bonding.

Grundsätzlich fallen 3D-IC, TSV, TCB zusammen mit vielen anderen Bonding-Prozessen und Gehäusetypen unter eine grundlegende Kategorie, TCB. Zum Beispiel Flip Chip C4 und all seine Variationen, 2.5D IC, Direct Chip Connection, GGI u.v.m. Was die grundlegende Frage aufwirft, was all diese Bonding-Prozesse gemeinsam haben. Sie alle sind Level-One-Packages/Prozesse, bei denen die blanken Komponenten über Temperatur, Bondkraft und Zeit Verbindungen zum Substrat direkt herstellen.

Zu diesem allgemeinen Thema wurde viel geschrieben, aber für den Kontext dieser Beschreibung werden wir eine weitere Unterscheidung zwischen TCB, Massen-Reflow und In-situ-Bonding treffen. Zum Beispiel kann TCB von einem C4-Bump-Prozess (Controlled Collapse Chip Connection) hergestellt werden, indem klebriges Flussmittel aufgetragen wird, um den Chip vorübergehend an Ort und Stelle zu halten, während das Substrat/Die in einen Reflow-Ofen geführt wird, in dem die C4-Lötperlen passiv in einer Massen-Reflow-Konfiguration geschmolzen werden. Vergleichen Sie den Massen-Reflow-Prozess mit einem In-situ-Bonding-Prozess, bei dem der Chip genau an Ort und Stelle gehalten wird, Bump auf Verbindungspad, während Wärme und Bondkraft dynamisch aufgebracht werden, bis das Lot geschmolzen und abgekühlt ist, wodurch die gebondete Verbindung hergestellt wird.

Ein In-situ-TCB-Prozess wird typischerweise verwendet, wenn der Bondprozess diese Technik vorschreibt oder wenn die Platzierungsgenauigkeit für den Erfolg des Verbindungsprozesses von größter Bedeutung ist. Wenn beispielsweise das Stapeln von TSV-Dies mit Bump-Durchmessern in Mikrogröße einen In-situ-Bonding-Prozess erfordert, wäre ein Massen-Reflow-Prozess mit den heutigen TSV-Prozessen nicht praktikabel oder sogar durchführbar. Als weiteres Beispiel wäre Massenaufschmelzen nicht sehr effektiv, wenn Flip-Chips unter Verwendung eines nichtleitenden Films (NCF) oder eines nichtleitenden Pastenverfahrens (NCP) gebondet würden, auch hier würde man ein In-situ-Bonding integrieren, während dynamische Wärme und Kraft als Teil des Bindungsprozesses angewendet wird.

Ein C2-Bump-Interconnect-Prozess (Chip Connection) ist typischerweise eine Kupfersäule, die mit einer AgSn-Plattierung bedeckt ist. C2 ist im Grunde ein harter Bump, bei dem der Bump nicht wie der typische C4-Lötbump zusammenbricht. Die C2-Bump-Konfiguration ermöglicht engere Bump-Abstände und kleine Bump-Durchmesser und ist daher ideal für E/A-Geräte mit sehr hoher Dichte. Hier wird eine In-situ-Bondtechnik verwendet, der Chip kann ausgerichtet und an Ort und Stelle gehalten werden, während Bondkraft und Temperatur aufgebracht werden, bis alle Verbindungen hergestellt sind, und dann wird der Bondkopf vom Chip gelöst, wobei die allzu kritische Platzierungsgenauigkeit beibehalten wird. In diesem Beispiel ist eine Platzierungsgenauigkeit von ±3,0 μm bei 3σ erforderlich, wobei zu beachten ist, dass die Platzierungsgenauigkeit in erster Linie vom Bumpabstand und Bumpdurchmesser des Gehäuses abhängt.

 

Produktangebot

ASM AMICRA bietet zwei Die-Attach-Lösungen für das TCB-Marktsegment an. Wir bedienen hauptsächlich das High-Volume-Produktionssegment des TCB-Marktes.

AFC Plus unterstützt:

  • Die Platzierungsgenauigkeiten bis zu ±0.5μm @ 3σ mit Zykluszeiten von 20 bis 30 Sekunden/Bond oder 180 bis 120 UPH

NOVA Plus unterstützt:

  • Die Platzierungsgenauigkeiten bis zu ±1.5μm @ 3σ mit Zykluszeiten von bis zu 3 Sekunden/Bond oder 1,200 UPH

 

Prozessübersicht

Eine Kapazität/Masse von Materialien wie Chips oder Linsen und Substraten kann manuell geladen oder automatisch dem AMICRA-System zugeführt werden. Der Die oder Linse kann der Maschine in Waffle Packs, Gel Packs oder Wafern (Folienrahmen oder Griffringe) vorgelegt werden. Die Substrate können der Maschine einzeln oder in benutzerdefinierten Schalen vorgelegt werden, oder das AMICRA-System kann jedes Substrat automatisch in die Verbindungsstufe laden, vorausgesetzt, die Substrate werden in Wafer-, Waffle- oder Gel Packs vorgelegt.

Epoxid- oder UV-Klebstoff kann durch Eintauchen auf den Chip oder durch Pin-Transfer (Epoxy-Stempeln) oder durch eine Vielzahl von Standard-Dosiersystemen aufgetragen werden, die sich an der Bondstation befinden oder sich stromaufwärts vor der Bondstation befinden:

  • Zeitdruck-Vakuumspender
  • Volumetrischer/Auger-Spender
  • Jet-Dispenser

Hinweis: Die ASM AMICRA-Systeme sind im Wesentlichen eine bildgesteuerte Die-Attach-Maschine, die aus 4x automatischen Bildverarbeitungssystemen besteht, die sich in der gesamten Maschine befinden, alle Bildgebungssysteme (Kamera, Optik und Beleuchtung) sind an einer sehr starren Struktur aus Granit befestigt. Bildgebende Systeme befinden sich:

  • Pick-up Station mit einem Präzisions- X-Y Table
  • Mapping/Alignment Station bestehend aus einer nach oben gerichteten und einer nach unten gerichteten Kamera
  • Bond Station mit einem Präzisions- X-Y Table

Ein Single- oder Dual-Pick-and-Place-Bondkopf wird an einem Linearmotor montiert, wo entweder ein Die, eine Linse oder ein Flip-Chip-Die über ein Vakuumwerkzeug von der Aufnahmestation aufgenommen werden und entweder:

  • Dies werden zur Ausrichtung zur Kartierungs-/Ausrichtungsstation transportiert und dann zur Bondstation transportiert, in der der Chip mit Epoxid verklebt wird.
  • Die Linsen werden zur Bond-Station transportiert, in der sie in den UV-Klebstoff eingelegt werden, während UV-Licht auf die Linse projiziert wird bis der Klebstoff ausgehärtet und gebunden ist.
  • Der Flip-Chip oder Laser-Chip wird mit der p-Seite nach unten zur Mapping-/Ausrichtungsstation transportiert, in der die Bumps oder kritischen Ausrichtungsmerkmale des Chips einem Merkmal auf der Rückseite des Chips zugeordnet werden, d. h. die Chip-Ecke zur Ausrichtung und schließlich wird der Chip zur Bondstation transportiert, in der Laserwärme auf das Substrat oder den Siliziumwafer aufgebracht wird, während der Chip in-situ eutektisch gebondet wird, während die erforderliche Platzierungsgenauigkeit beibehalten wird.

 

Zusätzliche Hauptmerkmale, Optionen und Fähigkeiten

  • Dynamische Ausrichtung mit dreifacher Post-Bond-Inspektion
  • Flip-Chip-System
  • HEPA-Filter mit Ionisator
  • Beheiztes Bond-Tool
  • Laserlötsystem
  • Impuls-Heizung
  • Wafer-Heizer
  • Wafersubstratlader & FOUP-Lader
  • Magazinlader für Substrate
  • Aktive Bond-Kraft
  • Unterstützt 300mm Wafer und große Substrate bis zu 550mm x 600mm
  • Bonding-Auflösungen <0.1μm
  • Autokollimator für Parallelitätskalibrierung

Produktkatalog

Brochures can be downloaded, upon receipt of contact details


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