如何提升超薄芯片取放&貼裝精度?
隨著柔性消費(fèi)電子市場(chǎng)的迅速成長(zhǎng)和IC制造技術(shù)的快速發(fā)展,IC芯片不斷朝著輕薄化、高性能、低功耗和多功能化的方向發(fā)展。超薄芯片的高效封裝,是封裝設(shè)備廠商未來(lái)投入的重點(diǎn)。
超薄芯片是指厚度小于100微米的芯片,在可穿戴智能設(shè)備、柔性顯示等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,相比厚芯片具有更高的導(dǎo)電性、散熱性等特點(diǎn),為打造更智能的消費(fèi)終端提供可能。
但與此同時(shí),超薄芯片也非常脆弱,易彎曲、易劃損、易破碎,極大限制了真空拾取和貼裝操作等的工藝調(diào)控,稍有不慎極易導(dǎo)致芯片翹曲、碎裂、器件失效等突出問(wèn)題,所以需要極其溫和的處理。
芯片拾取與貼裝
芯片拾取與貼裝(Pick & Place)是高密度超薄芯片封裝技術(shù)的兩項(xiàng)關(guān)鍵工藝。芯片拾取與貼裝的效率和可靠性直接影響著電子封裝的進(jìn)程、生產(chǎn)率和成本。
1.芯片拾取
芯片拾取是將芯片從晶圓盤(pán)上拾起,并轉(zhuǎn)移至基板的過(guò)程。在拾取過(guò)程中,頂針剝離、拾取位移、拾取速度和接觸保壓等參數(shù)都至關(guān)重要。
若拾取機(jī)構(gòu)接觸芯片速度過(guò)快、沖擊力過(guò)大,則容易過(guò)度按壓芯片造成芯片底部與頂針接觸部位碎裂,嚴(yán)重影響芯片轉(zhuǎn)移效率和封裝進(jìn)程。
所以,如何以更精確的力度拾取芯片,并安全、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移到基板上,是提升超薄芯片封裝效率的一大關(guān)鍵。目前,國(guó)外先進(jìn)貼裝設(shè)備可達(dá)到拾取機(jī)構(gòu)亞微米級(jí)的位置反饋及毫克級(jí)的壓力控制。
2.芯片貼裝
超薄芯片貼裝,是貼裝頭在加熱加壓條件下,完成將芯片貼裝到基板上的過(guò)程,貼裝效果直接決定著IC器件的電氣性能和粘接機(jī)械可靠性。
在芯片貼裝的加壓和加熱互相耦合作用的瞬態(tài)過(guò)程中,貼裝頭需要下壓芯片以壓縮ACA流體導(dǎo)電粒子變形,并在芯片加熱過(guò)程中保持一定下壓力,等待ACA膠體固化。
同等條件下,超薄芯片引腳間距越小(密度越大),貼裝所需的時(shí)間就越長(zhǎng),對(duì)貼裝頭運(yùn)動(dòng)控制的要求就越苛刻。貼裝過(guò)程中貼裝頭壓力需時(shí)刻保持在15g左右并且保壓過(guò)程中壓力波動(dòng)需控制在±1g以內(nèi)。
廠商需要根據(jù)芯片的尺寸、引腳密度和大小、捕捉導(dǎo)電粒子個(gè)數(shù)等來(lái)進(jìn)行加熱、加壓條件的設(shè)置,才能有效以降低貼裝誤差。
高精度對(duì)位、貼片,保證良率
微米級(jí)位置反饋,獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù),±0.01N力控精度,±2μm直線重復(fù)定位精度,±0.01°旋轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度,徑向偏擺小于10μm,編碼器分辨率標(biāo)準(zhǔn)1μm,可在高速運(yùn)行狀態(tài)下仍穩(wěn)定輸出,提升良率及可靠性。
真空吸取,壓力可控,降低損耗
國(guó)奧直線旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用中空Z(yǔ)軸設(shè)計(jì),預(yù)留氣管接口,真空吸取、即插即用,并可根據(jù)元件結(jié)構(gòu)及特性提供定制化服務(wù);
帶有“軟著陸”功能,可實(shí)現(xiàn)±1.5g以內(nèi)的穩(wěn)定力度控制,支持速度、加速度及力度控制的程序化設(shè)定,使貼裝頭能夠以非常精準(zhǔn)的壓力觸碰MEMS元件,降低損耗。
“Z+R”軸集成設(shè)計(jì),提升速度
創(chuàng)新性的雙軸集成化解決方案,將傳統(tǒng)“伺服馬達(dá)+滾珠絲桿”合二為一,解決了Z軸自重負(fù)載問(wèn)題,高速、精準(zhǔn)完成元件Pick & Place,貼裝等動(dòng)作,推力曲線平滑,峰值推力8-50N,有效行程10-50mm ,超高循環(huán)壽命,實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。
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