MEMS e os processos de empacotamento do sensor podem exigir a manipulação e o processamento de bolachas de semicondutor ultra-finas. Os vários sistemas de manipulação finos da bolacha que exigem uma ferramenta de manipulação especial tal como uma bolacha do portador (ou a bolacha do apoio) são estabelecidos já no mercado. Temporariamente ligando uma bolacha do dispositivo a uma bolacha do portador, pode com segurança ser segurado e processado. Segundo as técnicas provisórias da ligação e da de-ligação, há umas exigências diferentes para bolachas do portador. Este artigo detalha as exigências para bolachas do portador como uma ferramenta de manipulação necessária para tecnologias de empacotamento do nível da bolacha 3D.

Introdução

Há uma redução em curso da espessura da bolacha na indústria de MEMS e de semicondutor. Isto é devido à procura do mercado para os dispositivos menores que têm recursos para um número aumentado de funcionalidades a custo reduzido; e para este, os tamanhos do pacote menor precisam de ser realizados. É principalmente as aplicações do consumidor que são responsáveis para esta tendência, mas a procura para tamanhos do pacote menor é igualmente atribuível às vantagens técnicas, por exemplo melhor desempenho elétrico ou gestão térmica melhorada.

Os tamanhos do pacote menor exigem carcaças extremamente finas acumular dispositivos. Aquelas carcaças finas e ultra-finas igualmente permitem o empacotamento 3D dos sensores tais como sensores complementares e outro da imagem do metal-óxido-semicondutor (CMOS). Produzir bolachas finas em quantidades altas põe exigências de desafio sobre a manipulação e o processamento de ferramentas.

Devido a sua baixa espessura, as bolachas finas são vulneráveis forçar e ruptura. O entortamento das bolachas durante a manipulação e o processamento causa uma perda alta do rendimento ou pode mesmo fazê-la impossível segurar as bolachas mais. Isto significa que uma bolacha fina que segura a tecnologia com um alto nível da flexibilidade em tamanhos da bolacha e da carcaça é necessário. As bolachas do portador precisam de ter determinadas propriedades, como: vigor mecânico; resistência química e de alta temperatura; tolerâncias incredibly baixas (para baixo a 1 variação da espessura do μm); e expansão térmica ajustada ao material usado, por exemplo, a arsenieto de gálio (GaAs), a fosforeto de índio (InP), a silicone (si) ou a carboneto de silicone (sic). Além disso, segurando ferramentas precise às vezes de ser apropriado para materiais tais como o GaAs e o si, ou mesmo CMOS compatível.

As bolachas do portador da parte alta feitas do vidro, do quartzo ou do silicone podem cumprir as exigências acima mencionadas. O vidro e o quartzo são materiais excelentes para bolachas do portador devido a suas estabilidade térmica e resistência contra ácidos e outros produtos químicos. A ligação a e a de-ligação das bolachas do portador do vidro e do quartzo podem ser monitoradas desde que é transparente. Além disso, as bolachas de vidro do portador podem ser limpadas e reutilizado, assim contribuindo à redução custada e à proteção ambiental.

Manipulação fina da bolacha

Na bolacha fina que segura processos, a bolacha do dispositivo é ligada temporariamente a uma bolacha rígida do portador da precisão alta usando um esparadrapo polímero-baseado. O fluxo de processo geral para a ligação provisória é mostrado em figura 1. Após ter segurado e ter processado a bolacha do dispositivo usando ferramentas padrão do processo do semicondutor, a liberação (debonding) é realizada por várias técnicas, a saber produtos químicos que dissolvem o esparadrapo, calor que diminui a viscosidade do esparadrapo ou o laser que reduzem a força adesiva.

Portadores método-apropriados de Debonding para aplicações diferentes

Em processos provisórios da ligação da bolacha, a bolacha do portador precisa de ser removida da bolacha do dispositivo no fim do processamento. Segundo as características do dispositivo e o processo usados, há umas exigências diferentes da especificação para bolachas do portador. Os tipos diferentes de bolachas do portador com propriedades especiais para processos debonding comuns são explicados abaixo.

Bolachas do portador para a liberação do laser

No laser que debonding, a força adesiva é reduzida expondo o ao laser (figura 2). Os métodos de Debonding podem ser realizados na temperatura ambiente.

Para processos debonding do laser, as bolachas altamente transparentes do portador que transmitem o comprimento de onda relevante do laser são necessários. as bolachas lustradas Dobro-lado do portador do vidro ou do quartzo têm a qualidade de superfície excelente e para cumprir assim as exigências de um processo debonding do laser. Após a exposição do laser, a bolacha do dispositivo pode ser destacada da bolacha do portador. Finalmente, a bolacha do portador precisa de ser limpada e pode então ser reutilizada diversas vezes. O método debonding do laser é usado principalmente no empacotamento do bolacha-nível do fã-para fora e em processos de empacotamento avançados.

Bolachas do portador para a liberação química

Aqui, a de-ligação é causada pelos produtos químicos que dissolvem o esparadrapo após o processamento (que inclui a diluição) da bolacha do dispositivo (figura 3). A bolacha do portador é perfurada para permitir o solvente de passar através dela e de entrar o contato com o esparadrapo. Tais bolachas do portador podem ser produzidas combinando um portador de vidro vazio com as tecnologias de modelação as mais atrasadas e as tolerâncias apertadas. Para poder distribuir o mais rápido possível a química, os furos extremamente pequenos com um alto densidade são necessários. Mais de 150.000 através dos furos do tamanho igual podem ser criados, que tem recursos para debonding liso e seguro enquanto a bolacha do portador suporta influências mecânicas.

As bolachas do portador para a liberação química estão disponíveis em uma variação total da espessura (TTV) como o ponto baixo como 1 mícron e em muitos o coeficiente da expansão térmica linear (CTE) adaptou materiais. Estas bolachas do portador podem ser reutilizadas até 50 vezes.

Bolachas do portador para a liberação térmica

Os esparadrapos termoplásticos são usados ligando a bolacha do dispositivo ou as únicas microplaquetas à bolacha do portador. Estes esparadrapos diminuem na viscosidade em umas mais altas temperaturas (isto é de 100˚C), de modo que se submetendo a um processo de aquecimento, a bolacha do dispositivo possa ser cortada da bolacha do portador (figura4). Para isto, as bolachas imperforated do portador ou as bolachas do portador com bolsos recessed são necessários.

Bolachas do portador do adaptador para a flexibilidade excepcional

O semicondutor e a indústria de MEMS estão produzindo bolachas com uma variedade crescente de diâmetros. Contudo, o equipamento de processamento exigido para diâmetros da bolacha ou dimensões diferentes da carcaça não é disponível para todas as empresas. As bolachas do portador do adaptador caracterizam bolsos para guardar bolachas com diâmetros menores ou carcaças de dimensões menores e para levá-las com o processo (figura 5). Isto permite a manipulação e o processamento de uma variedade de tamanhos diferentes da bolacha e da carcaça em equipamento existente.

As bolachas do portador do adaptador são vidro processado tampouco de superfície ou as bolachas de silicone com as bolachas modeladas dos bolsos ou de silicone ligaram-se permanentemente aos anéis do vidro de borosilicate que foram modelados de acordo com as dimensões da carcaça. Os bolsos assim-formados na bolacha com diâmetro exterior exigido para permitir o processamento das bolachas e das carcaças menores, por exemplo, bolachas de 150 milímetros em 200 milímetros de equipamento. Mesmo as carcaças pequenas múltiplas podem ser seguradas, por exemplo, quatro bolachas de 76 milímetros em uma bolacha do portador de 200 milímetros.

As opções são:

• bolachas de vidro do portador com bolsos modelados;
• bolachas do portador do silicone com bolsos modelados; e
• bolachas do portador do silicone ligadas permanentemente aos anéis de vidro.

Devido aos materiais usados, estas bolachas do portador podem ser usadas em temperaturas de funcionamento até 500˚C. além, furos ou os sulcos podem ser adicionados para permitir o uso de bolachas do portador do adaptador com lançamento do vácuo. A marcação original por códigos rápidos da resposta (QR) pode ser aplicada para o seguimento fácil.

Conclusão

As bolachas do portador fizeram do vidro, o quartzo ou o silicone são ferramentas fundamentais para o empacotamento do bolacha-nível 3D de MEMS e de sensores. O plano Optik fabrica o vidro da parte alta, o quartzo e as bolachas do portador do silicone para muitos processos de MEMS- e semicondutor-relacionados. Podem fornecer, como esboçado acima de, resistência química e de alta temperatura, tolerâncias excepcionalmente baixas e expansão térmica ajustadas ao silicone ou aos outros materiais da carcaça. Além disso, não-colar ou colar as propriedades de superfície podem ser incorporadas, e a qualidade de superfície excelente é realizável com de lustro frente e verso
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