视频来源:PacTech
动态对准方法和基于激光的基板加热技术是热压键合 (TCB) 的两项重要创新。TCB 广泛用于高精度芯片粘接应用,这些技术对于确保键合过程中的高精度、可重复性和高效热管理至关重要。
下面详细对这两种技术进行总结:
在 TCB 中,芯片和基板的精确放置会影响器件的整体性能和可靠性。即使是微小的错位也可能导致损害功能的缺陷。为了保证这种精度需要采用多种先进的技术结合,其中动态对准方法和基于激光的基板加热技术最为关键和核心!能真正提高了键合过程的精度和效率。
1.动态对准技术
动态对准是一种实时补偿校正技术,可根据键合过程中检测到的微小移动或偏移来调整芯片的位置。传统的键合系统依赖于静态对准,即在键合之前对准组件。然而,对于需要超高精度的应用,单独的静态对准往往是不够的,因为热膨胀、振动或机械漂移可能会发生小的偏移。
1.在动态对准中,先进的光学和传感器系统在键合过程中持续监测芯片和基板的位置用于实时进行微调。
2.且键合空气Z轴通过实时调整芯片的位置来响应控制系统,补偿由于热膨胀、振动或其他干扰引起的偏移。
3.同时,高精度 XY 空气轴承平台或键合空气Z轴在无摩擦的情况下进行微米级调整,确保平稳准确的运动。
4.动态对准与基于激光的加热减少了受温度变化影响的区域相结合,最大限度地减少了由于热膨胀而导致错位的风险。
2.基于激光的基板加热技术
常规的半导体封装键合方法即 Mass Reflow 工艺,具有诸如导致热损伤(基板翘曲)的加工时间延长和传热均匀性低等局限性。为了应对这些挑战,利用激光辅助粘合 (LAB) 工艺被引入作为替代粘合方法,以取代质量回流焊工艺。基于激光的基板加热是一种非接触式加热技术,它使用激光束在需要粘合的地方精确地提高基板的温度。这种方法提供快速、局部的加热,使其成为热压粘合的理想选择,在热压粘合中,受控的热量对于在不影响周围组件的情况下形成牢固的粘合至关重要。
工作原理和技术总结:
激光加热的工作原理是将激光束聚焦到基材上,在粘合区域产生局部加热。通常使用不同类型的激光器,例如二极管激光器,因为它们可以有效地将电能转化为热量。激光器的功率、持续时间和光斑大小可以精细控制,从而可以精确管理加热曲线。
1.定向加热:激光仅加热键合区域,最大限度地减少对芯片和基板其他区域的热影响。对于热管理的热敏性应用特别有用。
2.快速加热和冷却循环:激光器可以快速加热基板,并且由于局部应用,还可以快速冷却,从而促进高效率。
3.精确控制:通过调整激光器的参数,制造商可以微调加热曲线,以满足不同材料和结构的要求.
与传统方法相比,基于激光的加热可提供更快的响应时间并更好地控制热量分布。在传统方法中,热量通常均匀地施加在基材上,这可能导致不必要的热应力和更长的加工时间。然而,激光加热仅在需要时加热,从而降低了翘曲或热损坏基材的风险。
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