Haberler

Momentum, yeni nesil 2.5D ve 3D paketlere giden yolu açabilecek bir teknoloji olan bakır hibrit birleştirme için inşa ediliyor.

Dökümhaneler, ekipman satıcıları, Ar-Ge kuruluşları ve diğerleri, gelişmiş paketlerde bakırdan bakıra ara bağlantılar kullanarak kalıpları istifleyen ve bağlayan bir işlem olan bakır hibrit bağlama geliştiriyor.Hala Ar-Ge'de, paketleme için hibrit birleştirme, mevcut istifleme ve yapıştırma yöntemlerinden daha düşük güçle daha fazla bant genişliği sağlar.Ancak hibrit bağlamanın uygulanması da daha zordur.Ayrıca, mevcut teknolojiler beklenenden daha da genişleyebilir ve hibrit birleştirme için ekleme noktasını dışarı çıkarabilir.

Bakır hibrit yapıştırma yeni değil.2016 yılından itibaren CMOS görüntü sensörü satıcıları, wafer-wafer hibrit birleştirme teknolojisi kullanarak ürünleri göndermeye başladı.Bunun için, bir satıcı bir mantık plakasını işler.Ardından satıcı, piksellerle birlikte ayrı bir gofret işler.İki plaka, ince aralıklı bakırdan bakıra ara bağlantılar kullanılarak bağlanır.Tek tek yongalar, CMOS görüntü sensörleri oluşturan gofret üzerinde küp şeklinde kesilir.

Hibrit yapıştırma, gelişmiş paketleme için neredeyse aynı şekilde çalışır, ancak daha karmaşıktır.Satıcılar, kalıptan gofret yapıştırma adı verilen farklı bir varyasyon üzerinde çalışıyorlar, burada bir araya getirici veya diğer kalıplar üzerinde istiflediğiniz ve bağladığınız kalıplar.KLA'da kıdemli pazarlama müdürü Stephen Hiebert, "Kalıptan gofrete hibrit yapıştırma geliştirmek için güçlü bir endüstri ivmesi görüyoruz" dedi."Kalıptan gofret hibrit birleştirmenin temel faydaları, farklı boyutlardaki yongaların heterojen entegrasyonunu mümkün kılmasıdır."

Bu sürüm, gelişmiş paketlemeyi bir sonraki seviyeye taşıyor.Günümüzün gelişmiş paketlemesinin bir örneğinde, satıcılar bir çoklu kalıp DRAM yığınını bir pakete entegre edebilir ve kalıpları mevcut ara bağlantı şemalarını kullanarak bağlayabilir.Hibrit bağlama ile DRAM kalıpları, daha fazla bant genişliği sağlayan ince aralıklı bakırdan bakıra ara bağlantılar kullanılarak bağlanır.Bu yaklaşım aynı zamanda bellek yığınlama ve diğer kombinasyonlarda gelişmiş mantık için de kullanılabilir.

Xperi'de seçkin bir mühendis olan Guilian Gao, yakın tarihli bir sunumunda, "Pek çok farklı uygulama potansiyeline sahip," dedi."Örnek uygulamalar, 3D DRAM, heterojen entegrasyon ve yonga ayrıştırmayı içerir."

Ancak bu zorlu bir süreç.Kalıptan gofrete hibrit birleştirme, saf kalıp, gelişmiş ekipman ve kusursuz entegrasyon şemaları gerektirir.Ancak satıcılar onu çalıştırabilirse, teknoloji gelişmiş yonga tasarımları için çekici bir seçenek olabilir.

Geleneksel olarak, bir tasarımı ilerletmek için endüstri, her düğümde farklı işlevleri küçülttüğünüz ve bunları monolitik bir kalıba paketlediğiniz bir çip üzerinde sistem (SoC) geliştirir.Ancak bu yaklaşım, her düğümde daha karmaşık ve pahalı hale geliyor.Bazıları bu yolu izlemeye devam ederken, birçoğu alternatifler arıyor.Ölçeklendirmenin avantajlarından yararlanmanın bir yolu, karmaşık yongaları geleneksel gelişmiş bir pakette bir araya getirmektir.Hibrit yapıştırma kullanan gelişmiş paketleme yine bir başka seçenektir.

GlobalFoundries, Intel, Samsung, TSMC ve UMC, paketleme için bakır hibrit yapıştırma üzerinde çalışıyor.Imec ve Leti de öyle.Ek olarak, Xperi bir hibrit bağlama versiyonu geliştiriyor.Xperi, teknolojiyi başkalarına lisanslar.

 

Birçok paketleme seçeneği
Piyasada çok sayıda IC paket türü vardır.Ambalaj pazarını bölümlere ayırmanın bir yolu, tel bağ, flip-chip, wafer seviyesinde paketleme (WLP) ve silikon geçişler (TSV'ler) içeren ara bağlantı tipidir.Ara bağlantılar, paketlerdeki bir kalıbı diğerine bağlamak için kullanılır.TSV'ler en yüksek I / O sayılarına sahiptir, ardından WLP, flip-chip ve wirebond gelir.Ara bağlantıya yeni giren hibrit bağ, TSV'lerden daha yüksek yoğunluğa sahiptir.

TechSearch'e göre bugünün paketlerinin yaklaşık% 75 ila% 80'i tel bağlamaya dayanıyor.Bir tel bağlayıcı, küçük teller kullanarak bir yongayı başka bir yongaya veya alt tabakaya diker.Tel bağlama, emtia paketleri ve hafızalı kalıp istiflemesi için kullanılır.

Flip-chip'te, çeşitli işlem adımları kullanılarak bir çipin üzerinde daha büyük lehim tümseklerinden veya küçük bakır tümseklerden ve sütunlardan oluşan bir deniz oluşur.Cihaz daha sonra ters çevrilir ve ayrı bir kalıba veya tahtaya monte edilir.Çıkıntılar, bir elektrik bağlantısı oluşturan bakır pedlerin üzerine iner.Kalıplar, gofret bağlayıcı adı verilen bir sistem kullanılarak yapıştırılır.

Bu arada WLP, gofretin üzerindeyken kalıpları paketler.Fan çıkışı bir WLP türüdür.Cliff McCold, "(Gofret düzeyinde paketleme), silikon kalıbın çıktısını daha büyük bir alana yeniden dağıtarak, daha yüksek G / Ç yoğunluğu, daha yüksek bant genişliği ve modern cihazlar için daha yüksek performans sağlayan daha küçük iki boyutlu bağlantılar yapmamızı sağlıyor," dedi, ECTC'de bir sunumda Veeco'da bir araştırma bilimcisi.

Bu arada, TSV'ler üst düzey 2.5D / 3D paketlerde kullanılır.2.5D'de, kalıplar TSV'leri içeren bir aracı üzerine istiflenir.Araya yerleştirici, yongalar ve bir kart arasında daha fazla G / Ç ve bant genişliği sağlayan bir köprü görevi görür.

2.5D ve 3D paketlerin farklı sürümleri vardır.DRAM kalıplarını birbiri üzerine istifleyen yüksek bant genişliğine sahip bellek (HBM), tek bir 3B paket türüdür.Mantık üzerine yığma mantığı veya bellek üzerinde mantık ortaya çıkıyor."Mantık istiflemede mantık hala yaygın değil.Intel'de süreç ve ürün entegrasyonu direktörü Ramune Nagisetty, bellek üzerindeki mantık boru hattından gelen bir şey ”dedi.

Paketlemede en son moda kelime chiplets'tir.Chiplets aslında bir ambalaj türü değildir.Çiplerle, bir yonga üreticisi bir kitaplıkta modüler kalıplar veya çiplerden oluşan bir menüye sahip olabilir.Müşteriler, chiplets'ları karıştırıp eşleştirebilir ve bir pakette bir kalıptan ölmeye ara bağlantı şeması kullanarak bunları birbirine bağlayabilir.

Chiplets, mevcut bir paket tipinde veya yeni bir mimaride bulunabilir.UMC'de iş geliştirmeden sorumlu başkan yardımcısı Walter Ng, "Bu bir mimari metodoloji" dedi.Silikon çözümünü gerekli görev için optimize ediyor.Tüm bunların hızı, ısısı veya gücü gibi performans faktörleri vardır.Ayrıca, hangi yaklaşımı uyguladığınıza bağlı olarak bir maliyet faktörüne de sahiptir. "

Günümüzün en gelişmiş 2.5D ve 3D paketleri için, satıcılar mevcut ara bağlantı şemalarını ve gofret bağlayıcılarını kullanır.Bu paketlerde, kalıplar istiflenir ve bakır mikro yumrular ve sütunlar kullanılarak bağlanır.Lehim malzemelerine dayanan çıkıntılar ve sütunlar, farklı cihazlar arasında küçük, hızlı elektrik bağlantıları sağlar.

En gelişmiş mikro yumrular / sütunlar, 40μm ila 36μm aralıklara sahip küçük yapılardır.Bir perde, belirli bir alanı ifade eder.40μm aralık, 15μm aralıklı 25μm bakır sütun içerir.

İnce aralık gereksinimleri için, endüstri termal sıkıştırmalı bağlama (TCB) kullanır.Bir TCB bağlayıcısı bir kalıp alır ve tümsekleri başka bir kalıptan olanlara hizalar.Darbeleri kuvvet ve ısı kullanarak bağlar.

Ancak TCB yavaş bir süreçtir.Bunun da ötesinde, bakır çıkıntılar / sütunlar fiziksel sınırlarına yaklaşıyor.Bazıları sınırın 20μm'lik aralıklar olduğuna inanıyor.

Bazıları çarpma perdesini uzatmaya çalışıyor.Imec, günümüzün TCB'sini kullanarak 10 μm'lik çarpma aralığı sağlayan bir teknoloji geliştiriyor.7μm ve 5μm Ar-Ge aşamasındadır.

Mevcut 40 μm'lik çarpma aralıkları, akıştaki değişiklikleri telafi etmek için yeterli lehim malzemesine sahiptir.“10μm aralık ve altına ölçeklendirirken artık durum böyle değil.Imec'te kıdemli bilim insanı Jaber Derakhshandeh, "İnce aralıklı mikro bombalarda, elektrik verimi ve iyi eklem oluşumu, TCB aletinin doğruluğuna, yanlış hizalamasına ve eğimine ve lehimin deformasyon miktarına büyük ölçüde bağlıdır" dedi. son ECTC konferansı.

Mikro yumruğu genişletmek için Imec bir metal ayırma işlemi geliştirdi.Daha önce olduğu gibi, kalıp üzerinde hala mikro yumrular oluşuyor.Imec'in işleminde, kalıp üzerinde yapay metal mikro şişlikler de oluşur.Kukla çıkıntılar, yapıyı tutan minik kirişlere benzer.

"TCB aracının eğim hatasını azaltmak ve lehim deformasyonunu kontrol etmek için 3B kalıptan gofret istiflemesine bir yapay metal ayırıcı mikro yumru tanıtıldı, böylece bağın farklı yerleri için elektrik direnci ve bağlantı oluşturma kalitesi aynı olur. ölür, ”dedi Derakhshandeh.

Hibrit bağ nedir?
Bir noktada, mikro çarpmalar / sütunlar ve TCB'nin buharı bitebilir.Bakır hibrit bağlamanın devreye girdiği yer burasıdır. Microbump teknolojisi duvara çarptıktan sonra, hatta ondan önce yerleştirilmesi bekleniyor.

Microbumps yakın zamanda ortadan kalkmayacak.Her iki teknoloji de - mikro bombalar ve hibrit bağ - pazarda yer alacak.Bu, uygulamaya bağlıdır.

Yine de hibrit bağlanma hız kazanıyor.En sesini duyuran TSMC, Entegre Çip Üzerinde Sistem (SoIC) adı verilen bir teknoloji üzerinde çalışıyor.Hibrit yapıştırma kullanan TSMC'nin SoIC teknolojisi, 10μm altı bonding hatveleri sağlar.SoIC'in mevcut şemalara göre 0.25 kat daha fazla tampon ped aralığına sahip olduğu söyleniyor.Yüksek yoğunluklu bir sürüm, yaklaşık 20.000X'e varan bant genişliği yoğunluğu ve 20X enerji verimliliği ile 10 kattan fazla çipten çipe iletişim hızı sağlar.

2021'de üretime geçmesi planlanan SoIC, ince aralıklı HBM ve SRAM bellek küplerinin yanı sıra 3D benzeri yonga mimarilerini de etkinleştirebilir.TSMC'de bir araştırmacı olan MF Chen, yakın tarihli bir makalede, "SoIC entegre DRAM bellek küpleri, günümüzün HBM'lerine kıyasla daha yüksek bellek yoğunluğu, bant genişliği ve güç verimliliği sunabilir" dedi.

TSMC, çipten wafer'e hibrit yapıştırma geliştiriyor.Gofret yapıştırmanın kendisi yeni değildir ve MEMS ve diğer uygulamalarda yıllardır kullanılmaktadır.Farklı gofret yapıştırma türleri vardır.Brewer Science'ta kıdemli araştırma kimyacısı Xiao Liu, bir sunumda "Mikroelektronik ve mikroelektromekanik sistemlerin üretimi ve paketlenmesi, iki substratın veya gofretin bağlanmasına dayanıyor" dedi.“Mikroelektromekanik sistem (MEMS) üretim süreçlerinde, hassas MEMS yapısını korumak için cihaz yonga plakası başka bir gofrete bağlanacaktır.Füzyon bağlama ve anodik bağlama gibi doğrudan bağlama teknolojileri veya metal ötektik, termokompresyon bağlama ve yapışkan bağlama gibi dolaylı bağlama teknolojileri, mikroelektronik endüstrisine hizmet etmek için yaygın olarak kullanılan yöntemlerdir.İki alt tabaka arasında bir bağlayıcı yapıştırıcı kullanmak, çeşitli avantajlarla esnek işlemeye olanak tanır. "

Bakır hibrit birleştirme ilk olarak 2016'da Sony'nin CMOS görüntü sensörleri için teknolojiyi kullandığı zaman ortaya çıktı.Sony, teknolojiyi artık Xperi'nin bir parçası olan Ziptronix'ten lisansladı.

Bu uygulama için, Xperi'nin teknolojisi Direct Bond Interconnect (DBI) olarak adlandırılır.DBI, geleneksel bir fabrikada yürütülür ve bir wafer-wafer yapıştırma sürecini içerir.Akışta bir gofret işlenir ve ardından metal tamponlar yüzeye gömülür.Yüzey düzlemselleştirilir ve ardından etkinleştirilir.

Ayrı bir gofret benzer bir işlemden geçer.Gofretler, iki aşamalı bir işlem kullanılarak yapıştırılır.Dielektrikten dielektriğe bir bağ, ardından metalden metale bir bağlantı.

EV Group iş geliştirme direktörü Thomas Uhrmann, "Genel olarak, gofretten gofrete, gofretlerin tüm süreç akışı boyunca ön uç bir fabrikada kaldığı cihaz üretimi için tercih edilen yöntem" dedi."Bu durumda, hibrit yapıştırma için gofret hazırlığının arayüz tasarım kuralları, temizlik, malzeme seçiminin yanı sıra aktivasyon ve hizalamada birçok zorluğu vardır.Oksit yüzeyindeki herhangi bir parçacık, parçacık boyutundan 100 ila 1.000 kat daha büyük bir boşluk oluşturur. "

Yine de, teknoloji görüntü sensörleri için kanıtlanmıştır.Şimdi başka cihazlar da iş başında.Uhrmann, "İstiflenmiş SRAM'den işlemciye ölür gibi başka aygıtların da izlenmesi planlanıyor" dedi.

Ambalaj için hibrit yapıştırma
Gelişmiş çip paketleme için, endüstri ayrıca kalıptan gofrete ve kalıptan kalıba bakır hibrit yapıştırma üzerinde çalışıyor.Bu, bir gofret üzerine bir kalıbın, bir araya getirici üzerindeki bir kalıbın veya bir kalıp üzerindeki bir kalıbın istiflenmesini içerir.

Bu, gofretten gofrete yapıştırmadan daha zordur.Uhrmann, "Kalıptan gofrete hibrit bağlama için, kalıpları partikül toplayıcılar olmadan işleme altyapısı ve kalıpları bağlama yeteneği büyük bir zorluk haline geliyor" dedi."Kalıp seviyesi için arayüz tasarımı ve ön işleme, gofret seviyesinden kopyalanabilir ve / veya uyarlanabilirken, kalıp işlemede ortaya çıkan birçok zorluk vardır.Tipik olarak, dilimleme, kalıp işleme ve film çerçevesi üzerinde kalıp taşıma gibi arka uç işlemleri, bir kalıp seviyesinde yüksek yapıştırma verimine izin verecek şekilde ön uç temiz seviyelere uyarlanmalıdır.

Uhrmann, "Gofret-gofret çalışıyor" dedi.“Mühendislik çalışmasına baktığımda ve takım geliştirmenin nereye gittiğini (çipten wafer için) gördüğümde, bu çok karmaşık bir entegrasyon görevi.TSMC gibi insanlar sektörü zorluyor.Bu nedenle göreceğiz.Üretimde, daha güvenli liman ifadesi 2022 veya 2023'te bir yerde olacak. Potansiyel olarak biraz daha erken olabilir. "

Paketleme için hibrit yapıştırma diğer yönlerden farklıdır.Geleneksel olarak, IC paketleme bir OSAT veya paketleme evinde yapılır.Bakır hibrit bağlamada işlem, OSAT yerine temiz oda içinde wafer fabrikasında yürütülür.

Μm boyutundaki kusurlarla ilgilenen geleneksel paketlemenin aksine, hibrit yapıştırma küçük nm ölçekli kusurlara karşı hassastır.Küçük kusurların süreci kesintiye uğratmasını önlemek için fabrika sınıfı bir temiz oda gereklidir.

Hata kontrolü burada kritiktir.“Gelişmiş paketleme süreçleri giderek karmaşıklaştıkça ve dahil olan özellikler gittikçe küçüldükçe, etkili süreç kontrolüne duyulan ihtiyaç artmaya devam ediyor.CyberOptics'in Ar-Ge başkan yardımcısı Tim Skunes, bu süreçler pahalı bilinen iyi kalıplar kullandığından, başarısızlığın maliyeti yüksek ”dedi.Bileşenler arasında dikey elektrik bağlantılarını yapmak için çıkıntılar var.Tümsek yüksekliğini ve eş düzlemselliği kontrol etmek, istiflenmiş bileşenler arasında güvenilir bağlantılar sağlamak için hayati önem taşıyor. "

Aslında bilinen iyi kalıp (KGD) kritiktir.KGD, belirli bir spesifikasyonu karşılayan paketlenmemiş bir parça veya çıplak bir kalıptır.KGD olmadan, paket düşük verimden zarar görebilir veya başarısız olabilir.

KGD, paketleme evleri için önemlidir.“Çıplak kalıplar alıyoruz ve bunları işlevselliğe sahip bir ürün sunmak için pakete koyuyoruz.ASE'de mühendislik ve teknik pazarlama müdürü olan Lihong Cao, yakın tarihli bir etkinlikte, insanlar bizden çok yüksek getiri sağlamamızı istiyor ”dedi."Bu nedenle, bilinen iyi kalıpla ilgili olarak, iyi bir işlevsellikle tam olarak test edilmesini istiyoruz.% 100 olmasını istiyoruz. "

Bununla birlikte, kalıptan gofret hibrit bağlama akışı, gofretten gofret sürecine benzer.En büyük fark, talaşların küp şeklinde kesilmesi ve aracıların veya diğer kalıpların üzerine yüksek hızlı flip-chip bağlayıcılar kullanılarak istiflenmesidir.

 

Tüm süreç, yongaların çeşitli ekipmanlar kullanılarak bir gofret üzerinde işlendiği fabrikada başlar.Fabrikanın bu kısmına hattın ön ucu (FEOL) denir.Hibrit bağlamada, akış sırasında iki veya daha fazla gofret işlenir.

Daha sonra, gofretler, hattın arka ucu (BEOL) adı verilen fabrikanın ayrı bir bölümüne gönderilir.Farklı ekipman kullanılarak, gofretler BEOL'de tek bir damascene işlemine tabi tutulur.

Tek damascene süreci olgun bir teknolojidir.Temel olarak, gofret üzerine bir oksit malzeme biriktirilir.Küçük yollar, oksit malzemede desenli ve oyulmuştur.Yollar, biriktirme işlemi kullanılarak bakırla doldurulur.

Bu da gofretlerin yüzeyinde bakır ara bağlantılar veya tamponlar oluşturur.Bakır pedler, μm ölçeğinde ölçülerek nispeten büyüktür.Bu süreç, fabrikalardaki günümüzün gelişmiş çip üretimine biraz benzer.Gelişmiş çipler için büyük fark, bakır ara bağlantılarının nano ölçekte ölçülmesidir.

Bu sadece sürecin başlangıcı.Xperi'nin yeni kalıptan gofret bakır hibrit bağlama işlemi burada başlıyor.Diğerleri benzer veya biraz farklı akışlar kullanır.

Xperi'nin kalıptan gofret sürecindeki ilk adım, gofretlerin yüzeyini kimyasal mekanik cilalama (CMP) kullanarak cilalamaktır.CMP, bir yüzeyi kimyasal ve mekanik kuvvetler kullanarak parlatan bir sistemde gerçekleştirilir.

İşlem sırasında bakır pedler gofretin yüzeyine hafifçe gömülür.Amaç, sığ ve tekdüze bir girinti elde ederek iyi verim elde etmektir.

CMP zor bir süreçtir.Yüzey aşırı cilalanırsa, bakır tampon girintisi çok büyük hale gelir.Yapıştırma işlemi sırasında bazı pedler birleşmeyebilir.Yetersiz cilalanmışsa, bakır kalıntısı elektriksel kısa devre oluşturabilir.

Bir çözüm var.Xperi, 200mm ve 300mm CMP yeteneklerini geliştirmiştir.Xperi'de mühendislikten sorumlu başkan yardımcısı Laura Mirkarimi, "CMP teknolojisi, son on yılda ekipman tasarımı, bulamaç seçenekleri ve proses içi monitörler etrafındaki inovasyonla önemli ölçüde ilerleme kaydetti," dedi.

Daha sonra, gofretler, yüzey topografisini ölçen ve karakterize eden bir metroloji aşamasından geçer.Yüzeyi karakterize etmek için atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve diğer araçlar kullanılır.AFM, yapılarda ölçüm yapılmasını sağlamak için küçük bir prob kullanır.Ayrıca wafer kontrol sistemleri de kullanılmaktadır.

Bu, sürecin kritik bir parçasıdır.KLA'dan Hiebert, "Hibrit bağlama için, damascene ped oluşumundan sonra gofret yüzeyinin profili, bakır pedlerin zorlu girinti veya çıkıntı gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için nanometre altı hassasiyetle ölçülmelidir" dedi.Bakır hibrit bağlamanın başlıca proses zorlukları arasında boşlukları önlemek için yüzey kusur kontrolü, sağlam hibrit bağ pedi temasını desteklemek için nanometre düzeyinde yüzey profili kontrolü ve üst ve alt kalıpta bakır pedlerin hizalanmasını kontrol etmek yer alıyor.Örneğin, gofretten gofret akışlarında 2μm'den az veya kalıptan gofret akışlarında 10μm'den daha az hibrit bağ aralıkları küçüldükçe, bu yüzey hatası, yüzey profili ve bağ pedi hizalama zorlukları daha da önemli hale geliyor. ”

Bu yeterli olmayabilir.Bu akış sırasında bir noktada, bazıları bir araştırma adımı düşünebilir.FormFactor'ın kıdemli başkan yardımcısı Amy Leong, "Doğrudan bakır tamponlar veya bakır yumrular üzerinde sondalama geleneksel olarak imkansız olarak görülüyordu" dedi."Asıl sorun, prob uçları ile tümsekler arasında nasıl istikrarlı bir elektrik teması sağlanacağıdır."

Bunun için FormFactor, Skate adlı MEMS tabanlı bir prob ucu tasarımı geliştirdi.Düşük temas kuvveti ile birleştiğinde, uç, çarpmalarla elektriksel temas sağlamak için oksidasyon katmanını nazikçe kırar.

Daha fazla adım
Metroloji aşamasının ardından, gofretler bir temizleme ve tavlama işlemine tabi tutulur.Tavlama aşaması, kalıplar üstte olacak şekilde bir yığın gofret ile toplu işlemde yapılır.

Daha sonra, bir bıçak veya lazer gizli kesme sistemi kullanılarak yongalar gofret üzerinde küp şeklinde doğranır.Bu da ayrı ayrı paketleme kalıplarını yaratır.Kalıp tekilleştirme süreci zordur.Parçacıklar, kirleticiler ve kenar kusurları oluşturabilir.

KLA'dan Hiebert, "Kalıptan gofrete hibrit yapıştırma, yonga plakası kesme ve kalıp işleme için, yönetilmesi gereken partikül üretimi için ek kaynaklar ekleyin" dedi."Plazma küp kesme, çok daha düşük partikül kontaminasyon seviyeleri nedeniyle kalıptan gofrete hibrit bağlama şemaları için araştırma aşamasındadır."

Bir sonraki adım.Operasyonda, bir flip-chip bonder, kalıbı doğrudan bir dilimleme çerçevesinden seçecektir.Ardından, sistem kalıbı bir ana gofret veya başka bir kalıba yerleştirecektir.İki yapı, oda sıcaklığında hemen bağlanır.Bakır hibrit bağlamada, yongalar veya gofretler bir dielektrik-dielektrik bağ ve ardından bir metal-metal bağlantı kullanılarak bağlanır.

Bu süreç, bağlayıcıların hizalama doğruluğu gibi bazı zorluklar ortaya çıkarmaktadır.Bazı durumlarda, hizalama doğrulukları birkaç mikron düzeyindedir.Endüstri, mikron altı yetenekler istiyor.

"Kalıpların hizalanması ve iş hacmi bir mühendislik sorunu olsa da, flip chip bondlar şimdiden ileriye doğru muazzam bir adım attı.EV Group'tan Uhrmann, hala tüm popülasyonda aynı temizlik düzeyine sahip kalıpları ele alma zorluğu var ”dedi."Wafer-wafer bağlama, 100nm'den daha az kaplama gereksinimlerine doğru ilerliyor ve bu nedenle gelişmiş düğümler için uygun hale geliyor.Kalıptan gofret için, tipik olarak doğruluk ve iş hacmi arasında bir bağımlılık vardır; burada daha yüksek doğruluk, daha düşük popülasyon verimiyle değiş tokuş edilir.Araçlar, lehim ve termokompresyon bağlama gibi arka uç süreçleri için optimize edildiğinden, 1 µm'lik bir özellik uzun bir süre için yeterince iyiydi.Hibrit kalıptan gofrete yapıştırma, doğruluk ve ekipman temizliği ile tetiklenen ekipman tasarımlarını değiştirdi.Gelecek nesil araçlar, 500 nm hassasiyetin çok altında bir spesifikasyona sahip. "

Endüstri bağlayıcıları hazırlıyor.ECTC'de BE Semiconductor (Besi), 200nm @ 3 σ, ISO 3 temiz oda ortamı ve 300 mm gofret substratları için 2.000 UPH ile nihai spesifikasyon hedefleriyle yeni bir hibrit çipten gofret yapıştırıcı prototipinin ilk sonuçlarını sundu.

"Makine, bileşen gofret tablasından (çalışma alanının altında), alt tabaka gofret tablasından ve bir alt tabaka üzerinde eşzamanlı olarak çalışan iki aynalı al ve yerleştir sisteminden (kanatçık, kameralar ve hareketli bağlantı kafaları dahil) ve aşağıdakiler için bir bileşen gofretinden oluşmaktadır. Besi'deki Ar-Ge'nin finansman müdürü Birgit Brandstätter, gazetede iki kat verim, ”dedi.

Makinenin, alt tabakalar (ana bilgisayarlar) ve bileşen levhalar için dergilerin yerleştirildiği bir giriş aşaması vardır.Bunlar, makinenin çalışma alanına beslenir.Ana gofret, "alt tabaka tablosu" na taşınır.Bileşen gofret, "alt tabaka tablosu" altında bulunan "gofret masasına" taşınır.Bileşen gofretinden kalıplar alınır ve alt tabaka gofretine yerleştirilir.

“Bir al ve yerleştir döngüsü, gofret kamerası ile bileşen gofretinde bileşen tanıma ile başlar.Brandstätter, tek bir çip seçilir, ejektör iğneleri ile çıkarılır, kanatçıkla alınır (sol veya sağ), çevrilir ve alma ve yerleştirme aracına (ilgili tarafın) aktarılır ”dedi.Ardından, yapıştırma kafası kalıbı yukarı bakan (bileşen) kamera üzerinde hareket ettirir ve bu da kalıbın al ve yerleştir aracı üzerindeki kesin konumunu belirler.Bundan sonra, yapıştırma kafası alt tabaka konumuna hareket eder ve alt tabaka (aşağı doğru) kamera, alt tabaka üzerindeki tam yapıştırma konumunu algılar.Alt mikrometre hizalaması, piezo ile çalıştırılan sürücülerle gerçekleştirilir ve kalıp konumunu daha da optimize etmek için doğruluk hareketleri sırasında yerinde hizalama kullanılır.Son olarak, yapıştırma kafası, seçilen yapıştırma kuvveti ve yapıştırma gecikmesi ile kalıbı yapıştırma konumuna yerleştirir.Döngü, sol ve sağ taraf için paralel olarak gerçekleştirilir ve bir alt tabaka tamamen doldurulana kadar tekrarlanır. "

Şirkete göre makine, üretim akışının gerektirdiği şekilde alt tabakayı ve bileşen gofretlerini otomatik olarak değiştiriyor.Şirkete göre, yüksek doğruluk elde etmek için hızlı, sağlam ve son derece hassas hizalama için yeni hizalama ve optik donanım piyasaya sürüldü.

Yine de savaş bitmedi.Hizalama hataları ortaya çıkabilir.Kusurlar ortaya çıkabilir.Tüm cihazlarda ve paketlerde olduğu gibi, hibrit bağlı 2.5D ve 3D paketler muhtemelen daha fazla test ve inceleme adımından geçecektir.O zaman bile, bir kötü ölüm paketi öldürebilir.

Sonuç
Açıktır ki, hibrit birleştirme olanak sağlayan bir teknolojidir.Yeni bir ürün sınıfı ortaya çıkarabilir.

Ancak müşterilerin seçenekleri tartması ve ayrıntılara daha derinlemesine bakması gerekecek.Göründüğü kadar kolay değil. (Mark LaPedus'tan)