Dingana Fametrahana ny Substrate IC: Topimaso Ara-teknika Feno
1. Fampidirana
Ny fonosana mifototra amin'ny substrate, indrindra ny firafitry ny BGA, dia lasa teknolojia fanangonana manjaka ho an'ny circuit integrated avo lenta sy I/O avo lenta. Tsy toy ny fonosana leadframe izay mampiasa rafitra metaly ho an'ny fifandraisana, ny fonosana substrate dia mampiasa laminated organika na seramika.Substrate Ic izay manome sosona routing maromaro, planina herinaratra sy tany, ary fifandraisana baolina solder area-array.
Ny fototra mihitsy dia rafitra misy sosona maro, izay mazàna vita amin'ny resina bismaleimide triazine (BT) miaraka amin'ny fanamafisana fitaratra na fitaovana polyimide. Ho an'ny karazana fototra seramika, ny dingana fanamboarana dia misy ny fandoroana miaraka amin'ny mari-pana avo lenta amin'ny rafitra seramika misy sosona maro mba hahazoana fototra metaly matevina avo lenta.
Na dia mizara ny antsasaky ny dingana voalohany amin'ny fanangonana miaraka amin'ny fonosana leadframe aza ireo fonosana substrate—anisan'izany ny fikosoham-bary, ny fanatsofana, ny fametahana die, Famatorana tariby na ny fametahana "flip-chip bonding", ary ny famolahana—dia samy hafa be ny fomba fiasa ao ambadika. Ny fonosana substrate dia mandalo fametrahana "solder ball", famerenana ny fikorianan'ny rano, ny fizarana ny singa ary ny fanaraha-maso farany, raha toa kosa ny fonosana leadframe dia mitaky fandidiana fanapahana, fametahana takelaka ary famolavolana.
2. Dingana fanomanana ny "wafer"
2.1 Fikosohana amin'ny lamosina
Manomboka amin'ny fikosoham-bary amin'ny "wafer" ny fizotran'ny fonosana, izay mampihena ny hatevin'ny "wafer" ho amin'ny fepetra takiana mifanaraka amin'ny fonosana farany. Ho an'ny fanamboarana "stacked-die", dia totoina ho manify kokoa ny "wafer" mba handraisana sosona "chip" maromaro ao anatin'ny fetran'ny haavon'ny fonosana.
Mampiasa dingana miandalana ny fikosoham-bary: ny fikosoham-bary amin'ny fomba ratsy dia manala ny akora betsaka, ny fikosoham-bary amin'ny fomba tsara dia manome ny fahamarinan'ny refy, ary ny fanosorana dia manafoana ny triatra bitika amin'ny ety ambonin'ny zavatra izay mety hiteraka fahatapahana. Apetaka amin'ny ety ambonin'ny zavatra ampiasaina ny kasety fiarovana alohan'ny fikosoham-bary mba hisorohana ny fahasimban'ny faritra manodidina. Aorian'ny fikosoham-bary, dia asiana kasety fametrahana eo amin'ny ilany aorian'ny kasety, ary ny kasety dia apetaka amin'ny peratra mba hikirakirana.
2.2 Fanapahana "Wafer"
Ny fanapahana "wafer" (fanapahana "wafer") dia manasaraka ny "wafer" voahodina ho lasa "die" tsirairay amin'ny alalan'ny lelany mihodina misy "diamond grit". Ho an'ny "wafer" izay miha-manify, ny fanapahana amin'ny laser dia manome safidy tsy misy fifandraisana izay mampihena ny mety ho fahatapahana. Rehefa avy nanapaka izy ireo, dia diovina amin'ny rano tsy misy iônina ny "die" mba hanesorana ny vovoka silikônina sy ny fiampangana static miangona mandritra ny fanapahana.
3. Fomba fametahana
Ny fametahana "die attachment" dia mamindra ny "die" tsirairay avy amin'ny kasety fametrahana mankany amin'ny faritra misy ny "die pad". Mitaky fisafidianana sy fametrahana mazava tsara miaraka amin'ny fisafidianana tsara ny lakaoly ity dingana ity.
Mizara ho sokajy roa ny fitaovana fametahana:
Arotsaka eo amin'ny takelaka die substrate amin'ny alalan'ny fampiasana fitaovana fizarana syringe na pirinty stencil ny epoxy feno volafotsy alohan'ny hametrahana ny die. Ireo lakaoly mpitondra herinaratra ireo dia miantoka ny fifandraisana ohmika eo amin'ny die sy ny substrate.
Apetaka amin'ny ilany aorian'ny wafer ny sarimihetsika fametahana die na ny sarimihetsika lamination ao ambadiky ny wafer rehefa avy nototoina ary tetehina miaraka amin'ny wafer. Voatetika miaraka amin'ny die ny DAF, ka ahafahana mamindra ny die sy ny lakaoly miaraka. Tena mahasoa ity fomba fiasa ity ho an'ny fanamboarana die mifanongoa.
Ny tanjaky ny lakaoly no tena zava-dehibe mandritra ny fametahana ny lasitra. Tsy maintsy mitazona ny tanjaky ny lakaoly mandritra ny fanapahana lasitra, saingy tsy maintsy mihena tsara rehefa tratran'ny taratra ultraviolet alohan'ny hanesorana azy, mba hahafahana manala azy amin'ny fomba madio tsy misy fahasimbana.
4. Fifandraisana: Fomba fifandraisana elektrika
Ny fifandraisana dia mametraka lalan-jiro eo amin'ny takelaka famatorana die sy ny rantsan-tànana famatorana substrate. Fomba roa lehibe no ampiasaina: famatorana tariby sy famatorana flip-chip.
4.1 Famatorana tariby
Ny fampifandraisana tariby dia mampiasa tariby volamena na varahina misy hafanana, tsindry ary hovitrovitra mba hampifandraisana ireo poti-javatra sy substrate amin'ny alalan'ny herinaratra. Ireto dingana manaraka ireto no arahina amin'ny fizotrany:
Ny rambon'ny tariby mivelatra avy amin'ny kapila dia endasina amin'ny alàlan'ny famonoana lelafo elektronika, ka mamorona baolina boribory amin'ny alàlan'ny fihenjanana ambonin'ny tany.
Voatsindry eo amin'ny takelaka fatorana die ny FAB, ka mamorona ny fatorana voalohany.
Mihetsika mankany amin'ny rantsan-tànana mifamatotra amin'ny substrate ny kapilary, mamoaka tariby mba hamoronana ny mombamomba ny tadivavarana ilaina.
Tsindriana amin'ny rantsantanana fatorana ny tariby mba hamoronana ny fatorana faharoa.
Sintonina miverina ny tariby ary tapahina, miomana amin'ny fatorana manaraka.
Ho an'ny fonosana substrate, ny tariby volamena no ampiasaina matetika noho ny fahaizany mitondra herinaratra sy ny fahafahany mivelatra tsara. Ny karazana tariby varahina, anisan'izany ny varahina voarakotra palladium (Pd-Cu), dia efa nampiasaina ihany koa mba hampihenana ny vidiny sy hanatsarana ny fahombiazan'ny herinaratra.
Alohan'ny hampiraikitra ny tariby dia atao ny fanadiovana amin'ny alalan'ny plasma mba hanesorana ireo loto amin'ny velaran'ny fifandraisana, mba hahazoana antoka fa hiraikitra tsara indrindra ny zavatra.
4.2 Famatorana "Flip-Chip" sy famenoana tsy ampy
Ny fifandraisana "flip-chip" dia mamorona fivontosana eo amin'ny velaran'ny "solder" ary mampifandray azy ireo mivantana amin'ny "pads" mifanaraka amin'izany eo amin'ny "substrate", ka manome fahombiazana elektrika ambony kokoa raha oharina amin'ny fifandraisana tariby amin'ny alàlan'ny fanesorana ireo tadivavarana tariby lava.
Fomba roa amin'ny fametahana "flip-chip bonding" no ampiasaina matetika:
Arendrika amin'ny mari-pana avo ireo bobine "soudure" mba hampiraikitra ny "chip" amin'ny substrate.
Ampiharina amin'ny fifandraisana ny hafanana sy ny tsindry mba hamoronana ny fifandraisana misy eo amin'ny puce sy ny substrate.
Ny tsy fitovian'ny coefficient de expansion thermal eo amin'ny silicon chip sy ny substrate organika dia miteraka stress izay tsy voafehin'ny bump irery. Noho izany dia ilaina ny underfill mba hahazoana antoka ny fahatokisan'ny joint solder. Ireto avy ny dingana underfill:
Atsindrona ao amin'ny sisin'ny puce ny akora ambanin'ny tany, mameno ny banga eo anelanelan'ny fivontosana amin'ny alàlan'ny asa kapilariera.
Ny akora fanamboarana epoxy dia manana asa roa sosona toy ny hoe manafina sy mameno ny fonony, mameno ny elanelana eo anelanelan'ny dongon-tany mandritra ny fizotran'ny fanamboarana.
5. Famolavolana: Famonosana sy Fiarovana
Mandrakotra ny fototra efa voaangona ny lasitra, miaro ny lasitra sy ny rafitra fifandraisana amin'ny fahasimbana mekanika sy ny loto avy amin'ny tontolo iainana. Ny akora fanamboarana lasitra epoxy (EMC) no fitaovana tsara indrindra ampiasaina amin'ny fanamboarana lasitra.
Miteraka fanamby miavaka ho an'ny fonosana fototra ny fizotran'ny famolahana. Rehefa mitombo ny isan'ny "chip stacks" raha mihena ny hatevin'ny fonosana, dia mihena hatrany ny elanelana misy eo amin'ny "chip" sy ny tampony. Fanampin'izany, mitombo ny haben'ny "substrates" mba hikirakirana "chips" bebe kokoa amin'ny andiany betsaka, ka mampihena ny vidin'ny famokarana. Ireo fironana ireo dia nanosika ny famolahana famindrana ho amin'ny fetrany.
Famolavolana famoretanadia nipoitra ho vahaolana amin'ireo fanamby ireo. Ao amin'ny famolahana famatrarana:
- Fenoina vovoka EMC mialoha ny lasitra.
- Apetraka ao anaty lasitra ny substrate.
- Ampiharina ny hafanana sy ny tsindry, ka mahatonga ny vovoka EMC hivaingana sy hameno ilay toerana.
- Satria mivadika ranoka avy hatrany ny EMC ary mameno ny toerana nefa tsy mikoriana, dia tsy misy olana amin'ny famenoana na dia eo amin'ny elanelana kely eo amin'ny puce sy ny tampony fonosana aza.
6. Fanisiana marika
Ny marika dia manoratra ny mombamomba ny vokatra—anisan'izany ny karazana semiconductor, mpanamboatra, lamina, marika, isa, na litera—eo amin'ny velaran'ny Fonosana Semiconductors. Tena ilaina ity fampahalalana ity mba hahitana ny anton'ny tsy fahombiazan'ny vokatra. Ny marika laser no fomba mahazatra indrindra amin'ny fonosana plastika, ary aleo kokoa ny EMC mainty mba ho mora vakiana.
7. Fametrahana baolina "solder"
Ny fametrahana baolina "solder" no dingana miavaka amin'ny farany ho an'ny fonosana substrate, mametraka lalana elektrika sy fifandraisana mekanika eo amin'ny fonosana sy ny fizaran-tany ivelany.
Ny filaharan'ny fametrahana baolina "solder":
Ampiharina amin'ny takelaka substrate ny flux mba hanesorana ny loto sy ny oksida mandritra ny dingan'ny famerenana ny fikorianan'ny rano, ka ahafahana miempo mitovy tsara ary manome endrika madio.
Apetraka eo amin'ireo takelaka ireo baolina "solder" amin'ny alalan'ny fitaovana fisintonana manokana na fanontana stencil. Ny "flux" dia manome fifikirana vonjimaika mba hihazonana ireo baolina eo amin'ny toerany.
Mandalo lafaoro reflow ny fivoriambe izay miempo ireo baolina solder, ka mamorona fifandraisana azo antoka amin'ny substrate pads.
Esorina amin'ny alalan'ny mpanadio tsy organika tsy misy CFC ny poti-javatra.
Fehezina tsara ny mari-pana mandritra ny famerenana ny fikorianan'ny rano amin'ny alalan'ny fampiasana masontsivana toy ny fotoana fijanonan'ny hafanana mialoha, ny mari-pana ambony indrindra, ary ny tahan'ny fampangatsiahana mba hahazoana antoka fa miforona tsara ny tonon-taolana tsy misy fahasimbana amin'ny substrate.
Ireto avy ireo akora mahazatra amin'ny firaka "solder":
8. Fonosana substrate orinasa mpamokatra entana
Ny substrate mihitsy no singa tena ilaina izay mitaky dingana famokarana sarotra. Ho an'ny substrate organika, ny fizotran'ny fanamboarana dia ahitana:
Fonosana varahina manify dia manify (12–18μm ny hateviny) no asiana takelaka eo amin'ny andaniny roa amin'ny takelaka fotony BT resin/fitaratra.
Misy lavaka nolavahana ary nopetahana metaly mba hahazoana fifandraisana mitsangana.
Misy lamina foronina amin'ny andaniny roa amin'ny substrate amin'ny fampiasana teknika PCB mahazatra, ka mamorona dian-tongotra mpitari-dalana, elektrôda, ary andiana faritra solder ho an'ny fametrahana baolina.
Ampiharina ny saron-tava fanaovana "solder", miaraka amin'ny lamina mampiseho ny faritra misy ny elektrôda sy ny "solder".
Apetaka amin'ny takelaka mibaribary ny endrika ivelany (ohatra, voapetaka nikela/volamena) mba hanatsarana ny fahafahan'ny vy mamatotra azy.
Ireo fomba fanamboarana substrate mandroso dia mamaha ny olana amin'ny fanodinana substrates manify dia manify. Amin'ny alàlan'ny fampifangaroana substrates roa tena manify amin'ny lafiny mifanohitra amin'ny fitaovana fitaterana, dia mitombo ny hatevin'ny rafitra ilaina amin'ny famokarana, ka ahafahan'ny fitaovana fanodinana mahazatra mikirakira substrates manify dia manify tsy mila fampiasam-bola amin'ny fitaovana manokana.
9. Singulation sy Fanodinana Farany
Singularitymanasaraka ireo fonosana tsirairay amin'ny takelaka fototra amin'ny alàlan'ny tsofa mekanika, fanapahana laser, na fomba hafa misy fahamarinan-toerana.
Aorian'ny fisafidianana ireo fonosana dia ireto avy ny dingana arahina:
- Fijerena maso farany: Ny fanaraha-maso optika mandeha ho azy dia mahita lesoka toy ny tsy fitoviana, tetezana solder, na triatra.
- Fitsapana herinaratra: Fanamarinana ny fitohizana, ny fitokana-monina ary ny fahamarinan'ny famantarana.
- Fanaraha-maso amin'ny taratra X: Ho an'ireo endri-javatra miafina toy ny tonon-taolana "solder" ao anaty fonosana "flip-chip" sy ny fifandraisan'ny baolina "solder".
- Fitsapana misokatra/fohy: Fanamarinana ny fitohizan'ny herinaratra.
- Fonosana: Fonosina ao anaty lovia ireo fonosana vita mba halefa.
10. Karazana fonosana
Ny PBGA dia BGA vita amin'ny plastika nopotehina amin'ny endrika die-up mampiasa substrate BT 2, 4, na 6 sosona miaraka amin'ny pitch baolina 0.8, 1.0, na 1.27mm sy ny ambony. Manolotra fanoloana I/O avo lenta ho an'ny fonosana QFP izy rehefa mihoatra ny fetran'ny QFP-256 ny I/O, miaraka amin'ny fampisehoana elektrika sy mafana nohatsaraina amin'ny alàlan'ny sosona routing maromaro.
Ny PBGA dia mety tsara amin'ny microprocessors, DSPs, ASICs misy pin betsaka, gate arrays, memory, ary PC chipsets, ary koa amin'ny fampiharana azo entina toy ny finday, wireless, ary laptop PCs.
Fonosana misy lavaka, mifamatotra amin'ny tariby, ary nopotehina amin'ny endrika mirefy puce ny TFBGA/VFBGA, izay manana endrika kely sy toetra maivana. Ireo fonosana ireo dia mampiasa substrate format matrix miaraka amin'ny lasitra mahazatra izay mifanaraka amin'ny haben'ny fonosana samihafa, manome fahafaha-manao famokarana sy mampihena ny fotoana ahatongavana eny an-tsena.
Ny TFBGA/VFBGA dia mety amin'ny fitadidiana, analog, Flash, ASIC, fitaovana RF, ary PLD tsotra izay tena ilaina ny vidiny sy ny toerana.
Ho an'ny fampiharana azo itokisana sy matetika avo lenta, ny substrates seramika dia manolotra fahamarinan-toerana ambony amin'ny refy sy ny fampisehoana mafana. Ny substrates CBGA dia amboarina amin'ny alàlan'ny dingana seramika miaraka amin'ny sosona maro, saingy miatrika fanamby toy ny tsy fitoviana CTE eo amin'ny substrate, puce ary PCB — mekanisma tsy fahombiazana voalohany voavaha amin'ny alàlan'ny rafitra CCGA na substrates seramika HITCE.
11. Fiheverana momba ny fanaraha-maso ny kalitao
Tena ilaina ny fanaraha-maso ny dingana manerana ny fikorianan'ny fonosana mba hahazoana vokatra avo lenta sy azo ianteherana:
- Fisaka ny substrate: Ilaina ny fanaraha-maso ny fiolahana mandritra ny fizotran'ny fametahana sy ny famolahana.
- Fahamarinan'ny Fatoram-bola: Ny fitsapana fisintonana sy fikikisana tsy tapaka dia miantoka ny fahatokisana ny fifikirana tariby.
- Fandrakofana tsy ampy: Ny fanaraha-maso dia miantoka ny famenoana tanteraka ireo banga amin'ny "flip-chip".
- Fahamarinan'ny baolina "solder": Ny fizahana amin'ny taratra X dia manamarina ny fiforonan'ny tonon-taolana solder araka ny tokony ho izy.
- Kalitaon'ny fametahana maty: Ny fampiharana lakaoly tsy misy lavaka dia tena ilaina amin'ny fahombiazan'ny hafanana sy mekanika.
12. Famaranana
Ny fonosana mifototra amin'ny substrate, indrindra ny firafitry ny BGA, dia manome sehatra fanangonana fitaovana semiconductor maoderina izay tena kanto sy azo ampiasaina amin'ny fomba maro. Ny fizotran'ny asa—manomboka amin'ny fanomanana wafer ka hatramin'ny fametahana die, fifandraisana, fanamboarana, fametrahana baolina solder, ary fitsapana farany—dia manolotra tombony lehibe raha oharina amin'ny fonosana leadframe, anisan'izany ny hakitroky ny I/O ambony kokoa, ny fahombiazan'ny herinaratra ambony kokoa, ny fitantanana ny hafanana nohatsaraina, ary ny fahaiza-milefitra kokoa amin'ny famolavolana.
Anisan'ny fironana vao misondrotra ny fampiasana substrate manify kokoa azo avy amin'ny teknika fanodinana carrier mandroso, ny famolahana compression ho an'ny encapsulation fine-gap, ary ny firaka solder tsy misy firaka mba hifanaraka amin'ny tontolo iainana. Rehefa mitombo hatrany ny hakitroky ny fampidirana ary mihena hatrany ny haben'ny fonosana, dia hitohy hivoatra ny teknolojia fonosana substrate mba hamenoana ny filàn'ny fampiharana semiconductor taranaka manaraka.