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C2W键合设备:芯片到面板级封装设备开发技术-3D异构柔性器件工艺
首页 >半导体设备资料 >先进封装:固晶-焊线-TCB-HB 2024-01-31 报告错误错误问题可与客服联系,感谢您的支持! [获取免费下载] 觉得本站不错记得分享给好友哦! 0
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资料描述

硬核资料!请慎用!详细全文454页!

文档重点强调:如Gang-Bonder的机械设计、独立压力/温度控制、详细结构研究和精度研究。对于解决窄间距(45µm以下)Micro-LED封装中Void和连接不良的重要性,这是提高键合设备良率的关键核心经验

一、 文档概要:

攻克传统半导体封装在柔性、薄膜化与高密度集成方面的局限性。核心是以 System in Foil (SiF) 为设计理念,实现异构器件的3D堆叠与互连核心价值在于将大尺寸面板级加工超薄柔性芯片处理相结合,填补了相关制造装备的空白.

二、 核心技术要点:核心装备技术先进封装工艺可靠性评价与设计三大模块:

1. 设备核心技术主要有以下几点(更深入的请下载文档仔细研究)

  • 大面积面板级非接触式 Gang-Bonder: 解决了大尺寸面板(300mm x 300mm)封装时的压力均匀度问题,保证Bonding过程中的均匀受力,有效防止因局部压力不均导致的芯片破裂 压力均匀度达 ±7.71%

  • 高精度双龙门Dual Gantry Pick & Placement 模块: 针对柔性薄膜芯片的高速、高精度取放与重构,实现异构芯片的精准定位关键指标: 定位精度达 ±1.47µm,温度均匀性达 ±1.64%采用双龙门架构以平衡高加速运动产生的惯性力,确保放置精度达到 ±1.47µm

  •  核心架构设计:在线(In-Line)集成系统:设备摒弃了传统的单体操作,采用了在线集成流水线架构,以满足生产效率和工艺连续性要求

  • 模块组成: 包括面板处理器(Panel Handler)Pick & Placement (P&P) 芯片重构模块以及Gang-Bonding(批量压合)模块

  •  精密放置Pick & Placement技术:针对极薄(20µm级)柔性芯片的拾取与放置,机械设计重点在于微振动控制高精度对准

  •  对准机制: 利用芯片Fiducial Mark与基板Mark的视觉匹配,配合高刚性机械结构补偿柔性基板在传输中的形变

  • 非接触式批量压合(Gang-Bonder)技术:这是解决大尺寸(300mm x 300mm)封装中“压力不均”问题的关键.

  • 压力均衡机制: 开发了非接触式气体压力驱动方案,取代传统的硬性刚性压头

  • 关键指标: 压力均匀度达到 ±7.71%,有效解决了因压力分布不均导致的芯片破裂和互连不良

  • 热压独立控制: 设备结构设计需实现温度(±1.64%)与压力同时独立受控,以精确优化NCF(非导电膜)的流动与固化过程

  • chuck加热技术!

2. 先进封装连接工艺

  • 聚合物弹性凸点与 NCF(非导电膜)互连: 解决NCF在封装过程中因固化收缩导致的Void(空洞)及芯片浮动问题

    • 控制策略: 采用压力/温度独立控制方案。先施加预设压力,待压力稳定后快速升温(>3℃/sec),确保NCF在固化前能够顺利排出,实现无气泡的高质量连接

  • 异构多层嵌入式封装:采用Face-Down嵌入芯片与Face-Up线键合(Wire Bonding)相结合的混合堆叠工艺

    • Wire Loop控制: 针对Wire Bonding工艺,优化Loop高度,并引入Wire Encap与柔性硅胶(Silicone)模塑,提升机械弯曲稳定性


3. 可靠性设计技术

  • 中性层设计: 通过对超薄芯片(20µm级)的转印与布局设计,使芯片处于封装结构的中性面,从而显著提升耐弯折性能

  • 原位(In-Situ)复合成形评估系统: 系统性地评估弯曲、扭转及机械负载下的电学/力学表现

    • (失效分析): 建立模型预测方法,对Inner/Outer Fatigue(内侧/外侧弯曲疲劳)进行区分验证,明确了Si芯片厚度(<50µm)对弯曲应力的影响规律