PCB-Neuigkeiten - PCBA Verarbeitung und Montage für Flip Chip Bumping Prozess

Im Herstellungsprozess PCBA-Flip-Chip Unebenheiten, Nach Einbringen einer Isolierschicht zur Abflachung der topologischen Karte der Flip-Chip-IC-Oberfläche, Der Auftragshersteller kann einheitliche Konstruktionsregeln verwenden, um ICs mit unterschiedlichen Oberflächentopologien zu verarbeiten. For (China) packaging design companies, Das Verständnis der Ursachen und Lösungen dieser Technologie ist hilfreich, um die neuesten technologischen Trends in diesem Bereich zu erfassen.

Vor mehr als 30 Jahren, IBM führte die Flip-Chip-Verbindungsstruktur erstmals in der Fertigungsindustrie ein. The company not only introduced the concept of three-dimensional (3D) interconnection structure, aber auch die Führung beim Vorschlag aller Technologien und Designregeln für die Montage Bare-Chip-PCBA in Module oder PCBA Montage der Backplane. Seitdem, Einige größere Fertigungsunternehmen haben auch begonnen, Flip-Chip-Produktionslinien zu bauen. They either obtained licenses directly from IBM (such as Motorola, AMD, etc.), oder verbessert die PCBA-Baugruppe Prozess großer Unternehmen wie Delco. Für große Unternehmen, Der gesamte Prozess von der Waferverarbeitung bis zur Lieferung des Endprodukts kann vollständig kontrolliert werden. Daher, Es ist durchaus möglich, Prozessregeln mit Verdrahtungssoftware zu kombinieren und einen intelligenten Designprozess zu übernehmen. Allerdings, Die Situation ist jetzt anders. Die Auftragsfertigung ist durch den Flip-Chip-Verarbeitungsprozess begrenzt und steht vor einigen Problemen, die in der Vergangenheit nicht aufgetreten sind.

Die Herstellungsprozesse und Designregeln der IC-Hersteller sind sehr unterschiedlich, so dass es für Vertragshersteller, die Flip-Chip-Bumps herstellen, schwierig ist, zu wählen, welche automatische Verdrahtungssoftware für Flip-Chip-I/O-Layout und Metallverbindungen verwendet werden soll. Aus diesem Grund ist es notwendig, eine Isolierschicht einzuführen, um die topologische Karte der Flip-Chip-IC-Oberfläche zu planarisieren, damit Auftragshersteller einheitliche Designregeln verwenden können, um ICs mit unterschiedlichen Oberflächentopologien zu behandeln.

Auftragsfertigungskette

Die verarbeitende Industrie hat das bisherige Modell großer, vertikal integrierter Strukturen längst verändert. Für globale Hersteller, die Flip-Chip-Chips entwerfen und verarbeiten, kann der Herstellungsprozess heute grundsätzlich in drei Stufen unterteilt werden (Abbildung 1). Erstens, Design und Herstellung von Chips. In den meisten Fällen können Design und Produktion getrennt durchgeführt werden; Zweitens, Konstruktion und Herstellung von Flip-Chip-Verbindungsstrukturen; Drittens, entwerfen Sie Substrate oder Backplanes und kleben Sie die Chips auf der Leiterplatte. Auftragshersteller befinden sich in der zweiten Stufe der Fertigungskette.

Der Herstellungsprozess kann grundsätzlich in drei Stufen unterteilt werden – PCBA-Verarbeitung und Montage für den Oberflächenglättungsprozess zur Herstellung von Flip-Chip-Bumps

Erstens, Design und Herstellung von Chips. In den meisten Fällen können Design und Produktion getrennt werden; Zweitens, Konstruktion und Herstellung von Flip-Chip-Verbindungsstrukturen; Drittens, entwerfen Sie Substrate oder Bodenplatten und kleben Sie die Chips an der Produktmitte.

Für Hersteller, die den gesamten Prozess steuern können, können sie ihre Chipdesigns nahtlos in Flip-Chip-Verbindungspakete integrieren. Der Auftragshersteller kann jedoch nicht den gesamten Prozess der Waferkonstruktion und -herstellung kontrollieren, so dass es notwendig ist, eine zusätzliche Verdrahtungsschicht hinzuzufügen, um die ungleichmäßige Verdrahtungsstruktur des Wafers in eine planare Array-Verbindungsstruktur umzuwandeln. Diese zusätzliche Verdrahtungsschicht wird normalerweise Metall oder I/O genannt

Die sekundäre PCBA-Verdrahtungsschicht, oder einfach die sekundäre Verdrahtungsschicht genannt.

Im Allgemeinen ist die sekundäre Verdrahtungsschicht eine Dünnschicht-Verdrahtungsschicht, die aus Aluminium- oder Kupferdrähten besteht, wobei die Verdrahtung als Signaldrähte, Stromdrähte und Erddrähte verwendet werden kann. Die zusätzlichen Schichten, die in diesen Verkabelungen vorhanden sind, können eine Verklebung erfordern oder den elektronischen Driftwiderstand der aktuellen Übertragungsleitung erhöhen. Derzeit wird diese Art von Dünnschicht-Verdrahtungsschicht im Allgemeinen in der Back-End-Verarbeitung hergestellt. Entsprechend den spezifischen Designanforderungen liegt seine Dicke normalerweise zwischen 1 und 3 μm, und die Breite ist normalerweise zwischen 12 und 100 μm.

Unabhängig davon, ob die Sekundärverdrahtung des Flip-Chip-I/O durchgeführt wird, muss auf dem I/O-Bonding-Pad eine Lötverbindungsstruktur gebildet werden. Beim Löten von Verbindungsstrukturen, PCBA-Montage und Nacharbeit erscheint eine Metallverbundschicht. Die zuverlässigste UBM-Struktur erfordert eine möglichst dünne Tragstruktur. Im Prozess der Verarbeitung und PCBA-Montage kann eine bleihaltige Lötstelle auf Basis eines gemeinsamen Metalls die Bildung von zerbrechlichen Metallverbundschichten einschränken. Abbildung 2 zeigt eine Dünnschicht-UBM-Schweißverbindungsstruktur. Es gibt Monographien über den Zusammenhang zwischen der Dicke der Metallverbindungsschicht und der thermischen Zyklusperiode als Referenz.

Eine Dünnschicht-UBM-Schweißverbindungsstruktur – PCBA-Verarbeitung und Montage eines Oberflächenglättungsprozesses zur Herstellung von Flip-Chip-Bumps

Die Probleme, mit denen Vertragswafer-Lieferanten konfrontiert sind, ergeben sich aus zwei Aspekten. Einerseits sind sie nicht in der Lage, den Prozessablauf zu steuern, andererseits fehlt ihnen ein Verständnis der Chiptopologie. Viele Hersteller benötigen Fabs, um Flip Chip Bumping Dienstleistungen anzubieten. Gleichzeitig wählen sie, um die Kosten zu kontrollieren oder die Sicherheit ihrer Fertigungskette zu schützen, in der Regel andere Gießereien, um Chips mit genau den gleichen Funktionen herzustellen.

Schlussfolgerung dieses Artikels

Gegenwärtig bestehen die größten Schwierigkeiten beim Flip-Chip-Verbindungsdesign in zwei Aspekten: 1. Metallverbindungsprozess, der alle elektrischen Parameter erfüllt, die von Matrize und Substrat benötigt werden; 2. Dreidimensionale geometrische Struktur, die alle PCBA-Montage- und Verarbeitungsprozesse erfüllt, Lieferanten, die Auftragsbump-Verarbeitungsdienstleistungen anbieten, stehen vor einer Reihe von Problemen, die schwer zu überwinden scheinen. Um automatische Verdrahtungswerkzeuge mit Flip-Chip-Bump-Verarbeitung und sekundären Verdrahtungsprozessen zu kombinieren, ist es notwendig, den Verarbeitungssteuerungsprozess zu beherrschen. Für Lohnhersteller von Wafern ist es fast unmöglich, mehr Informationen über Metallschichten zu erhalten. Wafer-bumping Häuser könnten in der Lage sein, dieses Problem zu lösen, so wie Menschen Verpackungen verwendet haben, um IC-Herstellungsfehler zu lösen. Darüber hinaus kann es schwierig sein, neben der Beherrschung der genauen Designmaße der Deckschicht, weitere Informationen zu erhalten.

Um die oben genannten Probleme zu lösen, Es ist notwendig, eine gleichmäßige planare Isolierschicht im Herstellungsprozess zu verwenden, wie das BCB-Material hergestellt von Dow Chemical Company. Die Abdeckung der organischen Passivierungsisolierschicht kann die Kosten erhöhen, aber es erfordert eine flache Oberfläche, um die Verbindungsstruktur zu verarbeiten, um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen PCBA-Baugruppe.