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Lors de la fabrication de la puce PCBA inversée, après l'introduction d'une couche isolante pour aplatir la topologie de la surface de la puce inversée IC, les fabricants contractuels peuvent utiliser des règles de conception uniformes pour traiter les IC avec différentes topologies de surface. Pour les entreprises (chinoises) de conception d'emballages, comprendre les causes et les solutions de cette technologie peut aider à maîtriser les dernières tendances technologiques dans ce domaine.
Il y a plus de 30 ans, IBM a introduit pour la première fois une structure d'interconnexion à puce inversée dans le secteur de la fabrication. La société a non seulement introduit le concept de structure d'interconnexion tridimensionnelle (3d), mais a également été le pionnier de toutes les règles techniques et de conception pour assembler des PCBA à puce nue en modules ou des backpacks d'assemblage PCBA. Depuis lors, certaines des plus grandes entreprises de fabrication ont également commencé à construire des lignes de production de puces inversées. Ils obtiennent des licences directement d'IBM (Motorola, AMD, etc.) ou améliorent le processus d'assemblage PCBA de grandes entreprises comme delco. Pour les grandes entreprises, l'ensemble du processus, de l'usinage des plaquettes à la livraison des produits finis, peut être entièrement contrôlé. Il est donc tout à fait possible de combiner des règles de processus avec un logiciel de câblage et d'adopter un processus de conception intelligent. Cependant, la situation est différente maintenant. La fabrication sous contrat est limitée par le processus de traitement des puces inversées et fait face à des problèmes qui n'ont pas été rencontrés dans le passé.
Les processus de fabrication et les règles de conception adoptés par les fabricants de circuits intégrés sont très différents, ce qui rend difficile pour les fabricants sous contrat qui fabriquent des blocs de puce inversés de choisir quel logiciel de câblage automatique effectue la disposition d'E / s de puce inversé et les interconnexions métalliques. Il est donc nécessaire d'introduire une couche isolante pour planariser la topologie de la surface de la puce IC inversée afin que les fabricants contractuels puissent utiliser des règles de conception uniformes pour traiter les IC avec des topologies de surface différentes.
Chaîne de fabrication contractuelle
L'industrie manufacturière a depuis longtemps changé le modèle précédent de structures intégrées verticalement à grande échelle. Aujourd'hui, pour les fabricants mondiaux qui conçoivent et traitent des puces inversées, le processus de fabrication peut être divisé en trois étapes (Figure 1). Tout d'abord, la conception et la production de puces. Dans la plupart des cas, la conception et la production peuvent être réalisées séparément; Deuxièmement, la conception et la fabrication d'une structure d'interconnexion de puce inversée; Troisièmement, Concevez le substrat ou le fond de panier et collez la puce à la carte. Le fabricant contractuel est dans la deuxième phase de la chaîne de fabrication.
Le processus de fabrication peut essentiellement être divisé en trois étapes PCBA usinage et assemblage pour le processus de lissage de surface de la production de puce inversée bosse
Tout d'abord, la conception et la production de puces. Dans la plupart des cas, la conception et la production peuvent être séparées; Deuxièmement, la conception et la fabrication d'une structure d'interconnexion de puce inversée; Troisièmement, Concevez le substrat ou la plaque de base et collez la puce au milieu du produit.
Pour les fabricants qui peuvent contrôler l'ensemble du processus, ils peuvent intégrer de manière transparente la conception de la puce dans un boîtier d'interconnexion de puce inversé. Cependant, le fabricant contractuel n'a aucun contrôle sur l'ensemble du processus de conception et de fabrication de la plaquette, il est donc nécessaire d'ajouter une couche de câblage supplémentaire qui convertit la structure de câblage hétérogène de la plaquette en une structure d'interconnexion à matrice plane. Cette couche de câblage supplémentaire est souvent appelée métal ou E / s
Couche de câblage secondaire PCBA, ou simplement couche de câblage secondaire.
D'une manière générale, la couche de câblage secondaire est une couche de câblage en couche mince composée de fils d'aluminium ou de cuivre, dans laquelle le câblage peut être utilisé comme ligne de signal, ligne d'alimentation et ligne de masse. Les couches supplémentaires présentes dans ces câblages peuvent nécessiter un collage ou une augmentation de la résistance électronique à la dérive des lignes de transmission de courant. Actuellement, de telles couches de câblage en couches minces sont généralement réalisées en traitement back - end. Il a donc généralement une épaisseur comprise entre 1 et 3 angströms et une largeur comprise entre 12 et 100 angströms, selon les exigences de conception spécifiques.
Que le câblage secondaire des I / o de la puce inversée soit effectué ou non, une structure d'interconnexion à soudure doit être formée sur les Plots d'E / S. Au cours de l'usinage de la structure d'interconnexion soudée, de l'assemblage PCBA et du retraitement, des couches de composés métalliques apparaissent. Les structures UBM les plus fiables nécessitent une structure de support aussi fine que possible. Lors de l'usinage et de l'assemblage PCBA, des points de soudure à haute teneur en plomb à base de métaux communs peuvent limiter la formation de couches de composés métalliques fragiles. La figure 2 représente une structure d'interconnexion soudée par membrane UBM. On peut se reporter à des monographies sur la relation entre l'épaisseur de la couche de composé métallique et la période de cycle thermique.
Une structure d'interconnexion soudée de film mince UBM PCBA usinage et assemblage processus de lissage de surface pour la production de billes de puce inversées
Les problèmes rencontrés par les fournisseurs de plaquettes contractuelles proviennent de deux aspects. D'une part, ils n'ont aucun contrôle sur les processus technologiques et, d'autre part, ils manquent de compréhension de la topologie des puces. De nombreux fabricants ont besoin de Wafers pour fournir un service de point convexe de puce inversée. Dans le même temps, pour contrôler les coûts ou protéger la sécurité de leur chaîne de fabrication, ils choisissent souvent d'autres fonderies pour fabriquer des puces qui fonctionnent exactement de la même manière.
Conclusion de cet article
À l'heure actuelle, les principales difficultés rencontrées par la conception d'interconnexions à puces inversées sont de deux ordres: 1. Procédé d'interconnexion métallique qui répond à tous les paramètres électriques requis pour le noyau et le substrat; 2. Répondez à la géométrie 3D de tous les processus d'assemblage et de traitement PCBA. Les fournisseurs qui fournissent des services contractuels de traitement des collisions sont confrontés à une série de problèmes qui semblent difficiles à surmonter. Pour combiner l'outil de câblage automatique avec le traitement de la puce inversée et le processus de câblage secondaire, il est nécessaire de maîtriser le processus de contrôle du traitement. Il est presque impossible pour les fabricants contractuels de plaquettes d'obtenir plus d'informations sur les couches métalliques. Les maisons de collision de disque peuvent être en mesure de résoudre ce problème, tout comme les gens utilisent déjà l'encapsulation pour résoudre les défauts de processus de fabrication IC. De plus, en fait, il peut être difficile d'obtenir plus d'informations que de maîtriser les dimensions de conception précises de la couche supérieure.
Pour résoudre les problèmes ci - dessus, il est nécessaire d'utiliser une couche isolante plane homogène lors de la fabrication, par example un matériau BCB fabriqué par Dow Chemical. Le recouvrement d'une couche isolante organique passivée peut augmenter le coût, mais il nécessite une surface plane pour traiter la structure d'interconnexion afin d'obtenir un assemblage PCBA très fiable.
