ZR加熱電機(jī)LRHS5040在熱壓鍵合TCB中的創(chuàng)新應(yīng)用
2024-07-20
ZR加熱電機(jī)LRHS5040在熱壓鍵合TCB中的創(chuàng)新應(yīng)用
2024-07-20 00:00:00
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品高性能、輕薄化發(fā)展，傳統(tǒng)的倒裝回流焊封裝工藝，因其翹曲、橋接、移位等各種缺陷，逐漸被熱壓鍵合TCB所取代。TCB工藝設(shè)備是半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域具有極大發(fā)展?jié)摿Φ母叨嗽O(shè)備市場(chǎng)。
TCB熱壓鍵合的工藝流程包括準(zhǔn)備工作、助焊劑涂布、對(duì)位、熱壓鍵合、冷卻和封裝等，其中對(duì)位、熱壓鍵合最為重要。
TCB工藝對(duì)鍵合設(shè)備要求極為苛刻，必須具備高精度對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)、快速溫度控制系統(tǒng)、精準(zhǔn)壓力控制系統(tǒng)三大關(guān)鍵工藝指標(biāo)，以確保芯片/元件鍵合質(zhì)量。
如果說(shuō)貼片頭是TCB工藝設(shè)備的心臟，那么控制了鍵合溫度、鍵合力度和位移的ZR電機(jī)則是整個(gè)TCB設(shè)備的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
目前國(guó)內(nèi)TCB工藝設(shè)備主要依靠進(jìn)口，且價(jià)格高昂、生產(chǎn)效率低下、靈活性不足，針對(duì)這些問(wèn)題，國(guó)奧科技研發(fā)的LRHS5040加熱ZR電機(jī)，能為新一代TCB工藝設(shè)備提供更高的貼放精度、更快的加熱降溫能力、更具成本效益和更靈活的應(yīng)用解決方案，可貼裝更薄的晶片，支持小間距的多晶片貼裝。
01
高穩(wěn)定性、高精度對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)
LRHS5040 ZR電機(jī)可提供±1μm徑向偏擺、±2μm直線度，能有效控制貼片頭高精度垂直方向運(yùn)動(dòng)。
另有±2μm直線重復(fù)定位精度、±0.01°旋轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度的技術(shù)加持，再搭配高分辨率的相機(jī)系統(tǒng)，能極大減小芯片和基板的水平位置偏差。晶圓凸點(diǎn)熔化過(guò)程中，錫球（Solder Ball）由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，壓力發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生微移動(dòng)，此時(shí)貼片頭由應(yīng)力控制轉(zhuǎn)為位置控制與應(yīng)力控制共存，Z軸與R軸即可共同實(shí)現(xiàn)精細(xì)位移控制。
02
快速、精準(zhǔn)均勻加熱降溫系統(tǒng)
在TCB熱壓鍵合中，溫控系統(tǒng)同時(shí)影響了鍵合質(zhì)量與鍵合效率。國(guó)奧科技LRHS5040ZR加熱電機(jī)具備±0.01/s°C高速加溫的功能，能有效避免過(guò)多的熱量持續(xù)加載給基板，縮短了貼片鍵合所需時(shí)間。
該方案提供0°C-450°C溫度范圍，滿足多種溫度需求；可實(shí)現(xiàn)±1°C精準(zhǔn)控溫，確保鍵合良率。
貼片頭底部采用“陶瓷”材質(zhì)，有極佳的均勻?qū)嵝阅埽苡行Ы鉀Q因加熱不均勻?qū)е禄迳系慕M件傾斜，減少薄款芯片貼裝過(guò)程中翹曲、焊球橋接、電介質(zhì)裂紋等問(wèn)題的出現(xiàn)。
03
特制氮?dú)庋b置預(yù)防氧化
由于鍵合區(qū)域的氧氣濃度過(guò)高會(huì)影響鍵合的質(zhì)量，比如孔洞（voids）的形成從而影響鍵合強(qiáng)度。
為此，國(guó)奧科技LRHS5040ZR加熱電機(jī)方案，特制了吹氮?dú)猓∟2）裝置系統(tǒng)，其密封腔內(nèi)充滿了氮?dú)猓酒诩訜徇^(guò)程中，裝置排出適量氮?dú)?，將氧氣的濃度控制?00ppm以下，以防止芯片氧化。這也為使用氧化材料(如銅等)進(jìn)行
TCB 工藝創(chuàng)造了一個(gè)適合的氣氛環(huán)境，進(jìn)一步拓展了TCB 工藝應(yīng)用領(lǐng)域。
04
雙Z軸設(shè)計(jì)，速度精度并存
LRHS5040ZR加熱電機(jī)采用全新雙段式Z軸設(shè)計(jì)，大Z軸和小Z軸協(xié)同工作，一個(gè)兼顧大推力、大行程的實(shí)現(xiàn)；一個(gè)負(fù)責(zé)高精度力控和高精度定位的控制，有效解決了同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速度、大行程、大推力、高精度的難題。雙Z軸設(shè)計(jì)方案提高了TCB工藝在不同的芯片元件封裝上的適用性。
05
高精度、超大區(qū)間力控
高精度力控系統(tǒng)是確保TCB工藝質(zhì)量的重要指標(biāo)，過(guò)大的壓力會(huì)導(dǎo)致鍵合被壓扁、芯片傾斜甚至芯片破裂，輸出壓力過(guò)小會(huì)降低熱壓鍵合的強(qiáng)度。
LRHS5040ZR加熱電機(jī)配備了高精密的壓力控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)30g-50000g（500N）無(wú)死區(qū)力控，30g-1000g力控精度小于10%，1000g-50000g力控精度小于5%。
該方案可通過(guò)檢測(cè)電流反饋，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貼片頭在垂直方向運(yùn)動(dòng)中的壓力情況，確保芯片和基板之間的貼合度。
06
多電機(jī)組合，高效批量生產(chǎn)
目前市面上的TCB工藝熱壓鍵合方案都是單個(gè)貼片頭設(shè)置，每次只能加工一顆芯片，封裝效率只能達(dá)到回流焊封裝的五分之一甚至十分之一，且核心部件體積普遍較大，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)線繁雜占地。
LRHS5040ZR加熱電機(jī)尺寸為335*50*185mm，緊湊輕巧機(jī)身，可多電機(jī)并排組合，產(chǎn)線布置靈活簡(jiǎn)便；一次可加工多顆芯片，解決了TCB生產(chǎn)效率低下的技術(shù)難題，極大提高了TCB工藝吞吐量。
07
貼片頭可更換，適用性更強(qiáng)
在TCB熱壓鍵合中，貼片頭直接影響了鍵合質(zhì)量。國(guó)奧科技LRHS5040ZR加熱電機(jī)方案貼片頭可靈活更換，能實(shí)現(xiàn)同一個(gè)設(shè)備貼裝不同尺寸的芯片、不同類型的元件，使得設(shè)備有著極高的加工精度及更強(qiáng)的適用性，不但可用于基板級(jí)封裝，還可用于晶圓級(jí)封裝，同時(shí)有效降低了總運(yùn)營(yíng)成本。
COPYRIGHT (?) 2024 國(guó)奧科技.
粵ICP備19066842號(hào)
技術(shù)支持
掃描二維碼分享到微信
