Berita

Momentum sedang membangun ikatan hibrida tembaga, sebuah teknologi yang dapat membuka jalan menuju paket 2.5D dan 3D generasi berikutnya.

Pabrik pengecoran, vendor peralatan, organisasi R&D, dan lainnya sedang mengembangkan ikatan hibrida tembaga, yang merupakan proses penumpukan dan ikatan mati menggunakan interkoneksi tembaga-ke-tembaga dalam paket lanjutan.Masih dalam R&D, hybrid bonding untuk pengemasan menyediakan lebih banyak bandwidth dengan daya yang lebih rendah daripada metode stacking dan bonding yang ada.Tetapi ikatan hibrida juga lebih sulit untuk diterapkan.Ditambah lagi, teknologi yang ada dapat berkembang lebih jauh dari yang diharapkan, mendorong keluarnya titik penyisipan untuk pengikatan hybrid.

Ikatan hibrida tembaga bukanlah hal baru.Mulai tahun 2016, vendor sensor gambar CMOS mulai mengirimkan produk menggunakan teknologi bonding hybrid wafer-to-wafer.Untuk ini, vendor memproses wafer logika.Kemudian, vendor memproses wafer terpisah dengan piksel.Kedua wafer diikat menggunakan interkoneksi tembaga-ke-tembaga nada halus.Chip individu dipotong dadu pada wafer, membentuk sensor gambar CMOS.

Pengikatan hibrida bekerja dengan cara yang hampir sama untuk pengemasan tingkat lanjut, tetapi lebih rumit.Vendor sedang mengerjakan variasi berbeda yang disebut die-to-wafer bonding, di mana Anda menumpuk dan mengikat mati pada interposer atau cetakan lainnya.“Kami melihat momentum industri yang kuat untuk mengembangkan ikatan hybrid die-to-wafer,” kata Stephen Hiebert, direktur senior pemasaran di KLA.“Manfaat utama dari ikatan hibrida die-to-wafer adalah pemberdayaannya untuk integrasi heterogen dari berbagai ukuran chip.”

Versi ini membawa pengemasan lanjutan ke tingkat berikutnya.Dalam salah satu contoh pengemasan tingkat lanjut saat ini, vendor dapat mengintegrasikan tumpukan DRAM multi-die dalam sebuah paket, dan menghubungkan cetakan menggunakan skema interkoneksi yang ada.Dengan ikatan hybrid, DRAM die terhubung menggunakan interkoneksi tembaga-ke-tembaga pitch halus, memungkinkan lebih banyak bandwidth.Pendekatan ini juga dapat digunakan untuk logika lanjutan pada penumpukan memori dan kombinasi lainnya.

“Ini memiliki potensi untuk banyak aplikasi yang berbeda,” kata Guilian Gao, seorang insinyur terkemuka di Xperi, dalam sebuah presentasi baru-baru ini.“Contoh aplikasi mencakup DRAM 3D, integrasi heterogen, dan disagregasi chip.”

Namun, ini adalah proses yang menantang.Pengikatan hibrida die-to-wafer membutuhkan die murni, peralatan canggih, dan skema integrasi tanpa cela.Tetapi jika vendor dapat membuatnya bekerja, teknologi tersebut dapat menjadi pilihan yang menarik untuk desain chip yang canggih.

Secara tradisional, untuk memajukan desain, industri mengembangkan system-on-a-chip (SoC), di mana Anda mengecilkan fungsi yang berbeda di setiap node dan mengemasnya ke dadu monolitik.Tetapi pendekatan ini menjadi lebih kompleks dan mahal di setiap node.Sementara beberapa akan terus mengikuti jalan ini, banyak yang mencari alternatif.Salah satu cara untuk mendapatkan manfaat penskalaan adalah dengan merakit chip kompleks dalam paket lanjutan tradisional.Pengemasan lanjutan menggunakan ikatan hibrida adalah pilihan lain.

GlobalFoundries, Intel, Samsung, TSMC dan UMC semuanya mengerjakan pengikatan hybrid tembaga untuk pengemasan.Begitu juga dengan Imec dan Leti.Selain itu, Xperi sedang mengembangkan versi ikatan hibrida.Xperi melisensikan teknologi kepada orang lain.

 

Banyak pilihan kemasan
Ada beberapa jenis paket IC di pasaran.Salah satu cara untuk membagi pasar pengemasan adalah dengan jenis interkoneksi, yang meliputi wirebond, flip-chip, wafer-level packaging (WLP) dan through-silicon vias (TSVs).Interkoneksi digunakan untuk menghubungkan satu die ke die lainnya dalam paket.TSV memiliki jumlah I / O tertinggi, diikuti oleh WLP, flip-chip, dan wirebond.Ikatan hibrida, pendatang baru interkoneksi, memiliki kepadatan lebih tinggi daripada TSV.

Sekitar 75% hingga 80% paket saat ini didasarkan pada pengikatan kabel, menurut TechSearch.Sebuah kawat bonder menjahit satu chip ke chip atau substrat lain menggunakan kabel kecil.Wire bonding digunakan untuk paket komoditas dan memory die stacking.

Dalam flip-chip, lautan tonjolan solder yang lebih besar, atau tonjolan dan pilar tembaga kecil, terbentuk di atas chip menggunakan berbagai langkah proses.Perangkat kemudian dibalik dan dipasang pada dadu atau papan terpisah.Benjolan itu mendarat di bantalan tembaga, membentuk sambungan listrik.Cetakan terikat menggunakan sistem yang disebut wafer bonder.

WLP, sementara itu, mengemas cetakan saat berada di wafer.Fan-out adalah salah satu jenis WLP."(Pengemasan tingkat wafer) memungkinkan kami membuat koneksi dua dimensi yang lebih kecil yang mendistribusikan kembali keluaran cetakan silikon ke area yang lebih luas, memungkinkan kepadatan I / O yang lebih tinggi, bandwidth yang lebih tinggi, dan kinerja yang lebih tinggi untuk perangkat modern," kata Cliff McCold, seorang ilmuwan peneliti di Veeco, dalam presentasi di ECTC.

Sementara itu, TSV digunakan dalam paket 2.5D / 3D kelas atas.Dalam 2.5D, cetakan ditumpuk pada interposer, yang menggabungkan TSV.Interposer bertindak sebagai jembatan antara chip dan papan, yang menyediakan lebih banyak I / Os dan bandwidth.

Ada berbagai versi paket 2.5D dan 3D.Memori bandwidth tinggi (HBM), yang menumpuk DRAM mati satu sama lain, adalah salah satu jenis paket 3D.Menumpuk logika pada logika, atau logika pada memori, sedang muncul.“Logika logika stacking masih belum tersebar luas.Logika pada memori adalah sesuatu yang sedang direncanakan, ”kata Ramune Nagisetty, direktur proses dan integrasi produk di Intel.

Dalam kemasan, kata kunci terbaru adalah chiplet.Chiplet bukanlah jenis kemasan.Dengan chiplet, pembuat chip mungkin memiliki menu cetakan modular, atau chiplets, di perpustakaan.Pelanggan dapat mencampur dan mencocokkan chiplet dan menghubungkannya menggunakan skema interkoneksi die-to-die dalam satu paket.

Chiplets dapat berada dalam tipe paket yang sudah ada atau arsitektur baru.“Ini adalah metodologi arsitektur,” kata Walter Ng, wakil presiden pengembangan bisnis di UMC.“Ini mengoptimalkan solusi silikon untuk tugas yang diperlukan.Semua itu memiliki pertimbangan kinerja, baik kecepatan, panas, atau daya.Ini juga memiliki faktor biaya, bergantung pada pendekatan yang Anda ambil. "

Untuk paket 2.5D dan 3D tercanggih saat ini, vendor menggunakan skema interkoneksi dan pengikat wafer yang ada.Dalam paket ini, cetakan ditumpuk dan dihubungkan menggunakan microbumps tembaga dan pilar.Berdasarkan bahan solder, tonjolan dan pilar menyediakan sambungan listrik yang kecil dan cepat antara perangkat yang berbeda.

Microbumps / pilar paling canggih adalah struktur kecil dengan pitch 40μm hingga 36μm.Pitch mengacu pada ruang tertentu.Pitch 40μm melibatkan pilar tembaga berukuran 25μm dengan jarak 15μm.

Untuk persyaratan nada halus, industri menggunakan ikatan kompresi termal (TCB).Bonder TCB mengambil dadu dan menyelaraskan gundukan dadu dengan dadu lain.Ini mengikat benjolan menggunakan kekuatan dan panas.

TCB, bagaimanapun, adalah proses yang lambat.Selain itu, gundukan / pilar tembaga mendekati batas fisiknya.Beberapa percaya batasnya sekitar 20μm pitch.

Beberapa mencoba untuk memperpanjang pitch bump.Imec sedang mengembangkan teknologi yang memungkinkan 10μm bump pitch menggunakan TCB saat ini.7μm dan 5μm berada dalam R&D.

Pitch benjolan 40μm saat ini memiliki bahan solder yang cukup untuk mengimbangi variasi aliran.“Saat melakukan penskalaan ke pitch 10μm dan di bawahnya, ini tidak lagi menjadi masalah.Dalam microbump pitch halus, hasil listrik dan pembentukan sambungan yang baik sangat bergantung pada akurasi, misalignment dan kemiringan alat TCB dan jumlah deformasi solder, ”kata Jaber Derakhshandeh, ilmuwan senior di Imec, dalam makalah di konferensi ECTC baru-baru ini.

Untuk memperluas microbump, Imec telah mengembangkan proses spacer logam.Seperti sebelumnya, mikrobump masih terbentuk pada cetakan.Dalam proses Imec, microbumps dummy metal juga terbentuk pada die.Benjolan tiruan menyerupai balok kecil yang menahan struktur.

“Sebuah dummy metal spacer microbump diperkenalkan ke 3D die-to-wafer stacking untuk mengurangi kesalahan kemiringan alat TCB dan untuk mengontrol deformasi solder, sehingga resistansi listrik dan kualitas pembentukan sambungan sama untuk lokasi yang berbeda dari ikatan mati, ”kata Derakhshandeh.

Apa itu ikatan hibrida?
Di beberapa titik, microbumps / pillars dan TCB bisa kehabisan tenaga.Di situlah ikatan hibrida tembaga cocok. Ini diharapkan dapat dimasukkan setelah teknologi microbump menghantam dinding, atau bahkan sebelum itu.

Microbumps tidak akan hilang dalam waktu dekat.Kedua teknologi tersebut — microbumps dan hybrid bonding — akan memiliki tempat di pasar.Ini tergantung aplikasinya.

Ikatan hibrida mendapatkan uap.TSMC, pendukung paling vokal, sedang mengerjakan teknologi yang disebut System on Integrated Chip (SoIC).Menggunakan ikatan hibrida, teknologi SoIC TSMC memungkinkan nada ikatan sub-10μm.SoIC dikatakan memiliki 0,25X pitch bump-pad di atas skema yang ada.Versi kepadatan tinggi memungkinkan lebih dari 10X kecepatan komunikasi chip-ke-chip dengan kepadatan bandwidth hampir 20.000X, dan efisiensi energi 20X.

Dijadwalkan untuk produksi pada tahun 2021, SoIC dapat mengaktifkan kubus memori HBM dan SRAM dengan nada halus, serta arsitektur chip seperti 3D.Dibandingkan dengan HBM saat ini, “Kubus memori DRAM yang terintegrasi dengan SoIC dapat menawarkan kepadatan memori, bandwidth dan efisiensi daya yang lebih tinggi,” kata MF Chen, seorang peneliti di TSMC, dalam sebuah makalah baru-baru ini.

TSMC sedang mengembangkan ikatan hibrida chip-ke-wafer.Ikatan wafer itu sendiri bukanlah hal baru dan telah digunakan di MEMS dan aplikasi lain selama bertahun-tahun.Ada berbagai jenis ikatan wafer.“Pembuatan dan pengemasan sistem mikroelektronika dan mikroelektromekanis bergantung pada ikatan dua substrat atau wafer,” kata Xiao Liu, ahli kimia penelitian senior di Brewer Science, dalam sebuah presentasi.“Dalam proses fabrikasi sistem mikroelektromekanis (MEMS), wafer perangkat akan disambungkan ke wafer lain untuk melindungi struktur MEMS yang sensitif.Teknologi ikatan langsung seperti ikatan fusi dan ikatan anodik atau teknologi ikatan tidak langsung seperti logam eutektik, ikatan termokompresi dan ikatan perekat adalah metode yang umum digunakan untuk melayani industri mikroelektronika.Menggunakan bonding adhesive sebagai perantara antara dua substrat memungkinkan pemrosesan yang fleksibel dengan beberapa keuntungan. ”

Ikatan hybrid tembaga pertama kali muncul pada tahun 2016, ketika Sony menggunakan teknologi untuk sensor gambar CMOS.Sony melisensikan teknologi tersebut dari Ziptronix, yang sekarang menjadi bagian dari Xperi.

Untuk aplikasi ini, teknologi Xperi dinamakan Direct Bond Interconnect (DBI).DBI dilakukan dalam peralatan tradisional, dan melibatkan proses pengikatan wafer-ke-wafer.Dalam alirannya, wafer diproses dan kemudian bantalan logam disembunyikan di permukaan.Permukaan direncanakan dan kemudian diaktifkan.

Wafer terpisah mengalami proses serupa.Wafer diikat menggunakan proses dua langkah.Ini adalah ikatan dielektrik-ke-dielektrik, diikuti dengan koneksi logam-ke-logam.

“Secara keseluruhan, wafer-to-wafer adalah metode pilihan untuk pembuatan perangkat, di mana wafer tetap berada di lingkungan fabrikasi front-end selama seluruh aliran proses,” kata Thomas Uhrmann, direktur pengembangan bisnis di EV Group.“Dalam hal ini, persiapan wafer untuk ikatan hibrida memiliki banyak tantangan dalam aturan desain antarmuka, kebersihan, pilihan bahan, serta aktivasi dan penyelarasan.Setiap partikel di permukaan oksida menghasilkan kekosongan 100 hingga 1.000 kali lebih besar dari ukuran partikel. "

Meski begitu, teknologinya sudah terbukti untuk sensor gambar.Sekarang, perangkat lain sedang dalam pengerjaan."Perangkat lebih lanjut direncanakan untuk mengikuti, seperti SRAM yang ditumpuk hingga prosesor mati," kata Uhrmann.

Ikatan hibrida untuk pengemasan
Untuk pengemasan chip tingkat lanjut, industri ini juga mengerjakan pengikatan hibrida tembaga die-to-wafer dan die-to-die.Ini melibatkan menumpuk dadu pada wafer, dadu pada interposer, atau dadu pada dadu.

Ini lebih sulit daripada pengikatan wafer-ke-wafer.“Untuk bonding hybrid die-to-wafer, infrastruktur untuk menangani dies tanpa penambah partikel, serta kemampuan bond dies, menjadi tantangan besar,” kata Uhrmann.“Sementara desain antarmuka dan pra-pemrosesan untuk tingkat cetakan dapat disalin dan / atau diadaptasi dari tingkat wafer, ada banyak tantangan yang timbul dalam penanganan cetakan.Biasanya, proses back-end, seperti pemotongan dadu, penanganan cetakan, dan pengangkutan cetakan pada bingkai film, harus disesuaikan dengan tingkat bersih ujung depan, memungkinkan hasil ikatan yang tinggi pada tingkat cetakan.

"Wafer-to-wafer berhasil," kata Uhrmann.“Saat saya melihat pekerjaan teknik dan melihat ke mana arah pengembangan alat (untuk chip-to-wafer), ini adalah tugas integrasi yang sangat rumit.Orang-orang seperti TSMC mendorong industri ini.Oleh karena itu, kami akan melihatnya.Dalam produksi, pernyataan pelabuhan yang lebih aman akan berada di suatu tempat pada tahun 2022 atau 2023. Secara potensial, bisa sedikit lebih awal. "

Ikatan hibrida untuk pengemasan berbeda dengan cara lain.Secara tradisional, pengemasan IC dilakukan di OSAT atau rumah pengemasan.Dalam ikatan hibrida tembaga, proses dilakukan dalam ruang bersih di pabrik wafer, bukan OSAT.

Tidak seperti kemasan tradisional, yang menangani cacat berukuran μm, ikatan hibrida sensitif terhadap cacat skala nm kecil.Ruang bersih kelas luar biasa diperlukan untuk mencegah cacat kecil mengganggu proses.

Pengendalian kerusakan sangat penting di sini.“Karena proses pengemasan yang canggih semakin kompleks dan fitur yang terlibat semakin kecil, kebutuhan akan kontrol proses yang efektif terus tumbuh.Biaya kegagalan tinggi mengingat proses ini menggunakan cetakan barang mahal yang diketahui mahal, ”kata Tim Skunes, wakil presiden R&D di CyberOptics.“Di antara komponen-komponen itu ada tonjolan-tonjolan untuk membuat sambungan listrik vertikal.Mengontrol tinggi tonjolan dan koplanaritas sangat penting untuk memastikan sambungan yang andal antara komponen yang ditumpuk. ”

Memang, die baik yang diketahui (KGD) sangat penting.KGD adalah bagian yang tidak dikemas atau dadu kosong yang memenuhi spesifikasi tertentu.Tanpa KGD, paket mungkin mengalami hasil yang rendah atau akan gagal.

KGD penting untuk rumah pengemasan.“Kami menerima cetakan telanjang dan kami memasukkannya ke dalam paket untuk mengirimkan produk dengan fungsionalitas.Orang-orang meminta kami untuk memberikan hasil yang sangat tinggi, ”kata Lihong Cao, direktur teknik dan pemasaran teknis di ASE, pada acara baru-baru ini.“Jadi terkait dengan die yang bagus, kami ingin mengujinya sepenuhnya dengan fungsionalitas yang baik.Kami ingin 100%. ”

Meskipun demikian, aliran ikatan hibrid die-to-wafer mirip dengan proses wafer-to-wafer.Perbedaan besar adalah chip dipotong dadu dan ditumpuk pada interposer atau cetakan lain menggunakan pengikat flip-chip berkecepatan tinggi.

 

Seluruh proses dimulai di fab, di mana chip diproses pada wafer menggunakan berbagai peralatan.Bagian dari fabrikasi itu disebut front-end-of-the-line (FEOL).Dalam ikatan hibrida, dua atau lebih wafer diproses selama aliran.

Kemudian, wafer dikirim ke bagian terpisah dari fab yang disebut backend-of-the-line (BEOL).Menggunakan peralatan yang berbeda, wafer menjalani proses damaskus tunggal di BEOL.

Proses damaskus tunggal adalah teknologi yang matang.Pada dasarnya, bahan oksida diendapkan pada wafer.Vias kecil berpola dan tergores dalam bahan oksida.Vias diisi dengan tembaga menggunakan proses deposisi.

Ini, pada gilirannya, membentuk interkoneksi atau bantalan tembaga pada permukaan wafer.Bantalan tembaga relatif besar, berukuran pada skala μm.Proses ini agak mirip dengan produksi chip lanjutan saat ini dalam fabs.Untuk chip tingkat lanjut, perbedaan besar adalah bahwa interkoneksi tembaga diukur pada skala nano.

Itu baru awal dari prosesnya.Di sinilah proses ikatan hibrida tembaga die-to-wafer baru Xperi dimulai.Yang lain menggunakan aliran yang serupa atau sedikit berbeda.

Langkah pertama dalam proses die-to-wafer Xperi adalah memoles permukaan wafer menggunakan pemolesan kimia mekanis (CMP).CMP dilakukan dalam sistem yang memoles permukaan menggunakan gaya kimia dan mekanik.

Selama proses tersebut, bantalan tembaga sedikit tersembunyi di permukaan wafer.Tujuannya adalah untuk mendapatkan reses yang dangkal dan seragam, sehingga menghasilkan hasil yang baik.

CMP adalah proses yang sulit.Jika permukaannya terlalu dipoles, ceruk bantalan tembaga menjadi terlalu besar.Beberapa bantalan mungkin tidak bergabung selama proses pengikatan.Jika tidak dipoles, residu tembaga dapat menyebabkan arus pendek listrik.

Ada solusinya.Xperi telah mengembangkan kemampuan CMP 200mm dan 300mm.“Teknologi CMP telah berkembang secara signifikan dalam dekade terakhir dengan inovasi seputar desain peralatan, opsi bubur dan monitor dalam proses untuk memungkinkan proses berulang dan kuat dengan kontrol yang tepat,” kata Laura Mirkarimi, wakil presiden teknik di Xperi.

Kemudian, wafer menjalani tahapan metrologi, yang mengukur dan mengkarakterisasi topografi permukaan.Mikroskopi gaya atom (AFM) dan alat lain digunakan untuk mengkarakterisasi permukaan.AFM menggunakan probe kecil untuk memungkinkan pengukuran dalam struktur.Selain itu, sistem pemeriksaan wafer juga digunakan.

Ini adalah bagian penting dari proses tersebut.“Untuk ikatan hybrid, profil permukaan wafer setelah pembentukan pad damascene harus diukur dengan presisi sub-nanometer untuk memastikan bahwa bantalan tembaga memenuhi persyaratan reses atau penonjolan,” kata Hiebert dari KLA.“Tantangan proses utama dari ikatan hibrida tembaga termasuk kontrol kerusakan permukaan untuk mencegah lubang, kontrol profil permukaan tingkat nanometer untuk mendukung kontak bantalan ikatan hibrida yang kuat, dan mengendalikan penyelarasan bantalan tembaga pada cetakan atas dan bawah.Saat pitch bond hibrid semakin kecil, misalnya, kurang dari 2μm dalam aliran wafer-ke-wafer atau kurang dari 10μm dalam aliran die-to-wafer, tantangan cacat permukaan, profil permukaan, dan penjajaran bond pad ini menjadi lebih signifikan. ”

Itu mungkin tidak cukup.Di beberapa titik selama aliran ini, beberapa orang mungkin mempertimbangkan langkah penyelidikan.“Menguji langsung pada bantalan tembaga atau gundukan tembaga secara tradisional dianggap tidak mungkin,” kata Amy Leong, wakil presiden senior di FormFactor.“Perhatian utamanya adalah bagaimana membuat kontak listrik yang stabil antara ujung probe dan tonjolan.”

Untuk ini, FormFactor telah mengembangkan desain ujung probe berbasis MEMS, yang disebut Skate.Dikombinasikan dengan gaya kontak rendah, ujungnya dengan lembut menembus lapisan oksidasi untuk membuat kontak listrik dengan tonjolan.

Lebih banyak langkah
Mengikuti langkah metrologi, wafer menjalani proses pembersihan dan anil.Langkah anil dilakukan dalam proses batch dengan tumpukan wafer dengan cetakan di atas.

Kemudian, keripik tersebut dipotong dadu di atas wafer menggunakan pisau atau laser stealth dicing system.Ini, pada gilirannya, menciptakan kematian individu untuk dikemas.Proses singulasi die cukup menantang.Itu dapat menghasilkan partikel, kontaminan, dan cacat tepi.

“Untuk ikatan hibrida die-to-wafer, pencing wafer dan penanganan cetakan menambahkan sumber tambahan untuk pembentukan partikel, yang harus dikelola,” kata Hiebert dari KLA."Pemotongan plasma sedang dalam eksplorasi untuk skema ikatan hibrida die-to-wafer karena tingkat kontaminasi partikelnya yang jauh lebih rendah."

Langkah mengikat selanjutnya.Dalam pengoperasiannya, bonder flip-chip akan mengambil dadu langsung dari bingkai potong dadu.Kemudian, sistem akan menempatkan dadu ke wafer host atau dadu lainnya.Kedua struktur tersebut segera terikat pada suhu kamar.Dalam ikatan hibrida tembaga, chip atau wafer diikat menggunakan ikatan dielektrik-ke-dielektrik, diikuti dengan koneksi logam-ke-logam.

Proses ini menghadirkan beberapa tantangan, yaitu akurasi penyelarasan bonders.Dalam beberapa kasus, akurasi penyelarasan berada pada urutan beberapa mikron.Industri menginginkan kemampuan sub-μm.

“Meskipun penyelarasan cetakan serta hasil produksi merupakan tantangan teknik, pengikat flip chip telah membuat langkah maju yang luar biasa.Masih ada tantangan menangani kematian dengan tingkat kebersihan yang sama di seluruh populasi, ”kata Uhrmann dari EV Group.“Pengikatan wafer-ke-wafer bergerak ke persyaratan overlay kurang dari 100nm dan karenanya memenuhi syarat untuk node lanjutan.Untuk die-to-wafer, biasanya ada ketergantungan antara akurasi dan throughput, di mana akurasi yang lebih tinggi ditukar dengan throughput populasi yang lebih rendah.Karena alat telah dioptimalkan untuk proses backend seperti ikatan solder dan termokompresi, spesifikasi 1µm sudah cukup baik untuk waktu yang lama.Pengikatan die-to-wafer hybrid mengubah desain peralatan, yang dipicu oleh akurasi dan kebersihan peralatan.Alat generasi yang akan datang memiliki spesifikasi yang jauh di bawah akurasi 500nm. ”

Industri sedang menyiapkan pengikat.Di ECTC, BE Semiconductor (Besi) mempresentasikan hasil pertama dari prototipe bonder chip-ke-wafer hybrid baru, dengan target spesifikasi akhir 200nm @ 3 σ, lingkungan ruang bersih ISO 3 dengan 2.000 UPH untuk substrat wafer 300mm.

“Mesin ini terdiri dari tabel wafer komponen (di bawah area kerja), tabel wafer substrat, dan dua sistem pick-and-place (termasuk sirip, kamera, dan kepala pengikat yang bergerak) yang bekerja secara bersamaan pada satu substrat dan wafer komponen untuk throughput ganda, ”kata Birgit Brandstätter, manajer pendanaan R&D di Besi, di koran.

Mesin memiliki tahap masukan, di mana majalah untuk substrat (host) dan wafer komponen dimasukkan.Ini dimasukkan ke dalam area kerja mesin.Wafer host diangkut ke "tabel media".Wafer komponen dipindahkan ke "tabel wafer" yang terletak di bawah "tabel media".Dies dari wafer komponen dipetik dan ditempatkan di wafer substrat.

“Siklus pick-and-place dimulai dengan pengenalan komponen pada wafer komponen dengan kamera wafer.Sebuah chip individu dipilih, dikeluarkan dengan jarum ejektor, diambil dengan sirip (kiri atau kanan), dibalik, dan dipindahkan ke pick and place tool (dari sisi yang sesuai), ”kata Brandstätter.“Selanjutnya, kepala bond memindahkan dadu ke atas kamera (komponen) yang melihat ke atas yang menentukan posisi yang tepat dari dadu pada alat pick-and-place.Selanjutnya, kepala pengikat bergerak ke posisi media, dan kamera media (ke bawah) mendeteksi posisi pengikatan yang tepat pada media.Penjajaran sub-mikrometer dilakukan dengan penggerak yang digerakkan piezo, dan penjajaran in-situ selama gerakan akurasi digunakan untuk lebih mengoptimalkan posisi cetakan.Akhirnya, kepala ikatan menempatkan dadu ke posisi ikatan dengan gaya ikatan yang dipilih dan penundaan ikatan.Siklus ini dilakukan secara paralel untuk sisi kiri dan kanan dan diulangi hingga media terisi penuh. ”

Mesin secara otomatis mengubah wafer substrat dan komponen sesuai kebutuhan untuk aliran produksi, menurut perusahaan.Untuk mencapai akurasi tinggi, perangkat keras optik dan penyelarasan baru untuk penyelarasan yang cepat, kuat, dan sangat akurat diluncurkan, menurut perusahaan.

Tetap saja, pertempuran belum berakhir.Kesalahan penjajaran mungkin muncul.Cacat mungkin muncul.Seperti semua perangkat dan paket, paket 2.5D dan 3D berikat hybrid kemungkinan akan menjalani lebih banyak langkah pengujian dan inspeksi.Meski begitu, satu kematian yang buruk bisa membunuh paket itu.

Kesimpulan
Jelas, ikatan hibrida adalah teknologi yang memungkinkan.Itu bisa menelurkan kelas produk baru.

Tetapi pelanggan perlu mempertimbangkan opsi dan menggali lebih dalam detailnya.Ini tidak semudah kedengarannya. (Dari Mark LaPedus)