如何提升超薄芯片取放&贴装精度?

How to improve the mounting accuracy of ultra-thin chip?

随着柔性消费电子市场的迅速成长和IC制造技术的快速发展,IC芯片不断朝着轻薄化、高性能、低功耗和多功能化的方向发展。超薄芯片的高效封装,是封装设备厂商未来投入的重点。




超薄芯片是指厚度小于100微米的芯片,在可穿戴智能设备、柔性显示等领域应用广泛,相比厚芯片具有更高的导电性、散热性等特点,为打造更智能的消费终端提供可能。


但与此同时,超薄芯片也非常脆弱,易弯曲、易划损、易破碎,极大限制了真空拾取和贴装操作等的工艺调控,稍有不慎极易导致芯片翘曲、碎裂、器件失效等突出问题,所以需要极其温和的处理。





芯片拾取与贴装



芯片拾取与贴装(Pick & Place)是高密度超薄芯片封装技术的两项关键工艺。芯片拾取与贴装的效率和可靠性直接影响着电子封装的进程、生产率和成本。


1.芯片拾取

芯片拾取是将芯片从晶圆盘上拾起,并转移至基板的过程。在拾取过程中,顶针剥离、拾取位移、拾取速度和接触保压等参数都至关重要。


若拾取机构接触芯片速度过快、冲击力过大,则容易过度按压芯片造成芯片底部与顶针接触部位碎裂,严重影响芯片转移效率和封装进程。


所以,如何以更精确的力度拾取芯片,并安全、准确地转移到基板上,是提升超薄芯片封装效率的一大关键。目前,国外先进贴装设备可达到拾取机构亚微米级的位置反馈及毫克级的压力控制。






2.芯片贴装

超薄芯片贴装,是贴装头在加热加压条件下,完成将芯片贴装到基板上的过程,贴装效果直接决定着IC器件的电气性能和粘接机械可靠性。


在芯片贴装的加压和加热互相耦合作用的瞬态过程中,贴装头需要下压芯片以压缩ACA流体导电粒子变形,并在芯片加热过程中保持一定下压力,等待ACA胶体固化。


同等条件下,超薄芯片引脚间距越小(密度越大),贴装所需的时间就越长,对贴装头运动控制的要求就越苛刻。贴装过程中贴装头压力需时刻保持在15g左右并且保压过程中压力波动需控制在±1g以内。


厂商需要根据芯片的尺寸、引脚密度和大小、捕捉导电粒子个数等来进行加热、加压条件的设置,才能有效以降低贴装误差。






高精度对位、贴片,保证良率

微米级位置反馈,获取精准数据,±0.01N力控精度,±2μm直线重复定位精度,±0.01°旋转重复定位精度,径向偏摆小于10μm,编码器分辨率标准1μm,可在高速运行状态下仍稳定输出,提升良率及可靠性。


真空吸取,压力可控,降低损耗

国奥直线旋转电机采用中空Z轴设计,预留气管接口,真空吸取、即插即用,并可根据元件结构及特性提供定制化服务;

带有“软着陆”功能,可实现±1.5g以内的稳定力度控制,支持速度、加速度及力度控制的程序化设定,使贴装头能够以非常精准的压力触碰MEMS元件,降低损耗。


“Z+R”轴集成设计,提升速度

创新性的双轴集成化解决方案,将传统“伺服马达+滚珠丝杆”合二为一,解决了Z轴自重负载问题,高速、精准完成元件Pick & Place,贴装等动作,推力曲线平滑,峰值推力8-50N,有效行程10-50mm ,超高循环寿命,实现高效生产。






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