Материал: Методические указания к практическим занятиям по дисциплине Перспективные технологические процессы и оборудование для производства ИС и 3D изделий микроэлектроники. Зенин В.В., Землянский А.И
Цель работы.
Ознакомление с технологией сборки «чип-на-плате» (СОВ – монтаж).
Контрольные вопросы:
1. Выбор способов монтажа кристаллов на контактные площадки печатных плат.
2. Методы контроля качества соединений кристалл-плата.
3. Выбор режимов УЗС с использованием алюминиевой проволоки диаметром 35 мкм.
4. Выбор режимов ТЗС с использованием золотой проволоки диаметром 40 мкм. Особенности ТЗС золотой проволокой.
5. Методы контроля прочности проволочных соединений (при выборе оптимальных режимов УЗС и ТЗС).
6. Составить схему технологического маршрута сборки «кристалл-на-плате».
Основные методы присоединения проволочных выводов в микроэлектронике
Сварка |
Основные характеристики процесса |
Материал контактных площадок и элементов корпуса |
Материал проволоки |
Тип соединения (кристалл-корпус) |
||
|
|
|
рекомен-дуемый |
допускае-мый |
рекомен-дуемый |
допускае-мый |
Термокомпрес-сионная |
Температура 290-350°С Усилие 0,4-2 Н Время 0,05-0,5 с |
Al, Аu, Ag |
Au, Au, Au |
Al, Cu |
встык внахлестку |
внахлестку встык |
Термозвуковая |
Частота 66±6 кГц Амплитуда 0,5 мкм Усилие 0,2-1 Н Время 0,05-0,2 с |
Al, Au, Ag |
Au |
Cu |
То же |
То же |
Ультразвуковая |
Частота 66±6 кГц Амплитуда 0,2-1 мкм Усилие 0,2-1 Н Время 0,02-0,1с |
Al, Au, Ag, Ni, ковар, фени и др. |
Al Al, Al |
Au Cu |
внахлестку внахлестку |
встык внахлестку |
Расщепленным электродом |
Энергия 1,6-7,7 Дж Усилие 0,4-2,2 Н Время 0,02-4,0 с |
Au, Ag, Ni, Al, Ti |
Au Ag Cu Ni |
сплавы на основе Au и Ag |
плоские ленточные выводы |
внахлестку |
Косвенным импульсным нагревом |
Температура 200-450°С Усилие 0,4-3,0 Н Время 0,01-2,0 с |
Au, Ag, Ni, Al, Ti |
Au Ag Al |
To же |
То же |
То же |
Практическое занятие № 8
Разработка технологии сборки микроэлектронного устройства с 300 выводов с использованием способа «FLIP-CHIP»
Схемы сборки «чип-на-чипе»
Цель работы: разработать технологию 3D сборки с использованием метода «flip-chip».
Технические условия:
1. Нижний кристалл крепится к основанию корпуса методом «flip-chip».
2. Верхний кристалл соединяется с нижним лицевой стороной вверх.
3. Соединения контактных площадок верхнего кристалла с контактными площадками корпуса формируется УЗС алюминиевой проволокой диаметром 35 мкм.
4. Размер контактных площадок на кристалле и корпусе 100х100 мкм, расстояние между контактными площадками 100 мкм.
Требуется решить следующие вопросы:
1. Разработка топологии контактных площадок на нижнем и верхнем кристаллах (т.е. определить размеры этих кристаллов).
2. Разработка топологии контактных площадок на основании корпуса. Выбор металлизации контактных площадок на корпусе для УЗС алюминиевых выводов.
3. Выбор оптимального способа и технологии формирования шариковых выводов на кристалле.
4. Выбор металлизации контактных площадок кристалла для крепления шариковых выводов и присоединения внутренних выводов.
5. Выбор режимов присоединения кристалла с шариковыми выводами к основанию корпуса.
6. Обоснование способа присоединения верхнего кристалла к нижнему.
7. Способы контроля качества присоединения кристаллов.
8. Выбор режимов УЗС на кристалле (Al-Al) и корпусе (Al-Au).
9. Контроль качества присоединения внутренних выводов.
10. Привести схему собранного устройства.
11. Герметизация собранного устройства.
Практическое занятие № 9 Разработка технологии сборки микроэлектронного устройства с 500 выводов с использованием липких носителей
3D сборка из 8 кристаллов
Цель работы:
разработать технологию многокристальной сборки.
Технические условия:
1. Нижний кристалл крепится к основанию корпуса с помощью клея.
2. Количество кристаллов: пять.
3. Соединения контактных площадок верхнего кристалла с контактными площадками корпуса формируется УЗС алюминиевой проволокой диаметром 35 мкм.
4. Размер контактных площадок на кристалле и корпусе 100х100 мкм, расстояние между контактными площадками 100 мкм.
Требуется решить следующие вопросы:
1. Разработка топологии контактных площадок на нижнем и верхнем кристаллах (т.е. определить размеры этих кристаллов).
2. Разработка топологии контактных площадок на основании корпуса. Выбор металлизации контактных площадок на корпусе для УЗС алюминиевых выводов.
3. Выбор метода соединения кристаллов между собой.
4. Способы контроля качества присоединения кристаллов.
5. Выбор режимов УЗС на кристалле (Al-Al) и корпусе (Al-Au).
6. Контроль качества присоединения внутренних выводов.
7. Привести схему собранного устройства.
8. Герметизация собранного устройства.
Cu до отжига 1
Cu до отжига 2
Cu до отжига 3
Cu до отжига 4
Cu после отжига 1
Cu после отжига 2
Cu после отжига 3
Cu после отжига 4
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям по дисциплине
“Перспективные технологические процессы и оборудование для производства ИС и 3D изделий микроэлектроники” для студентов направления 16.04.01 «Техническая физика» (магистерская программа подготовки «Физика и техника полупроводников»)
очной формы обучения
Составители:
Зенин Виктор Васильевич
Землянский Александр Иванович
В авторской редакции
Компьютерный набор А.И. Землянского
Подписано к изданию 11.12.2014.
Уч.-изд. л. 5,1
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14
* Не рекомендуется отождествлять понятие адгезии с адгезионной прочностью. При отрыве пленок определяется величина адгезионной прочности, которая не равна адгезии. Адгезионная прочность – это величина, измеряемая при нарушении связи между пленкой и подложкой