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3D IC/TSV/TCB

작성자 : 운영자
작성일 : 18-01-09 15:20 조회수 : 210


 3D IC, TSV 및 TCB는 3 차원 집적 회로, 실리콘 비아(Through Silicon Via) 및 열압착 본딩 (Thermocompression Bonding) 을 의미합니다.
 3D IC, TSV, TCB는 다른 많은 본딩 프로세스 및 패키징처럼 근본적인 분류로 보면 열압착 본딩(TCB)에 속합니다.  Flip Chip C4(Controlled Collapse Chip Connection)와 그 모든 변형, 2.5D IC, Direct Chip Connection, GGI 등 ....이 모든 본딩 프로세스의 공통점은 무엇일까요? 그것은 낱개의 구성요소가 온도, 결합력 및 시간을 통해 기판에 직접 연결되어 하나의 패키지 / 프로세스를 구성하는 것입니다.

 이 일반적인 주제에 대한 많은 글이 있지만, 여기에서는 TCB, 대량 Reflow 와 In-situ본딩에 초점을 맞출 것입니다. 기판 / 다이에 C4 솔더 범프가  용융되게 하는 리플로우 오븐을 지나가는  C4 범프 공정 (Controlled Collapse Chip Connection)의 TCB 에서는 일시적으로  다이를 고정시키기 위해 점성이 있는 플럭스를 사용합니다. 이에 비해 in-situ 본딩은 다이를 정확하게 배치하여 범프가 패드에 연결되도록 합니다. 열이 가해져 솔더가 녹아 결합이 형성되고 냉각될 때까지 압력을 가해 정확히 고착되도록 합니다.

 인 - 시튜 TCB 공정은 본딩 프로세스의 배치 정확도가 인터커넥트 프로세스의 성공에 무엇보다 중요 할 때 사용됩니다. 예를 들어, 마이크로 크기의범프 직경을 갖는 TSV 다이를 스태킹 할 때 인 - 시츄 본딩 공정이 필요합니다. 대량의 리플 로우 공정은 TSV 공정에는 적합하지 않습니다. 다른 예로서, 비전도성 필름 (NCF) 또는 비전도성 페이스트(NCP) 공정을 사용하여 플립칩  본딩에 대량 리플로우 공정은 효과적이지 않습니다. 오히려 본딩 프로세스의 일부로서 힘과 열을 가하는 인 시츄 본딩이 효과적입니다.

 C2 범프 상호 연결 프로세스 (칩 연결)는 일반적으로 AgSn평면으로 덮인 구리 기둥을 사용합니다. C2는 일반적인 C4 솔더 범프처럼  붕괴되지 않는딱딱한 범프입니다. C2 범프 구성은 더 조밀한 범프 피치와 작은 범프 직경을 허용하므로 매우 높은 밀도의 I / O 장치에 이상적입니다. 인 시츄 본딩기술로, 힘과 온도가 가해지는 동안 다이가 정렬되어 모든 상호 연결이 확립 될 때까지 제 위치를 유지할 수 있습니다. 그런 다음 배치 정확도를 유지하면서 본드 헤드가 다이에서 떨어집니다. 여기에는 ± 3.0μm @ 3σ 배치 정확도가 필요합니다. 배치 정확도는 주로 패키지의 범프 피치 및 범프 직경에 따라 달라집니다.
 
Product Offering
AMICRA는 TCB 마켓에 다이 부착 솔루션을 제공합니다.  주로 TCB 시장의 대량 생산 부문에 서비스를 제공합니다.
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AFC Plus supports:
• 위치정확도 ± 0.5μm @ 3σ,  20 ~ 30 초 / 본드 또는 180 ~ 120 UPH
 
NOVA Plus supports:
• 다이 배치 정밀도 ± 2.5μm @ 3σ, 사이클 시간 3 초/본드 또는 1,200 UPH
                                                                                                                                                                                  
프로세스 개요
다이나 렌즈, 기판과 같은 재료는 수동 또는 자동으로 로드할 수 있습니다. 다이 또는 렌즈는 와플 팩, 젤 팩 또는 웨이퍼 (필름 프레임 또는 그립 링)로기계에 공급될 수 있습니다. 웨이퍼 또는 와플 팩 또는 젤 팩으로 공급되는 경우,  AMICRA 시스템은 각 기판을 본딩 단계에서 자동으로 장착할 수있습니다.
 에폭시 또는 UV 접착제는 다이 딥핑을 통해 다이에 적용될 수 있습니다. 또한 본드 스테이션에 위치하거나 본드 스테이션 이전에 단계에서 다양한표준 디스펜스 시스템을 통해 핀 전송 (에폭시 스탬핑) 또는 관통하여 적용할 수 있습니다.
 
• 시간 압력 진공 디스펜서
• 부피 측정 / 오거 디스펜서
• 제트 디스펜서
 
참고 : AMICRA 시스템은 기본적으로 기계 전체에 4x 자동 비전 시스템이 구성된 다이 어태치 기계이며 모든 이미징 시스템 (카메라, 광학 및 조명)은화강암으로 만들어진 매우 단단한 구조로 고정되어 있습니다. 이미징 시스템은 다음 위치에 있습니다.
  • 정밀 X-Y 테이블이 있는 픽업 스테이션
  • 위를 향한 카메라와 아래를 향한 카메라로 구성된 매핑 / 정렬 스테이션
  • 정밀 X-Y 테이블이 있는 본드 스테이션
 
 싱글 또는 듀얼 픽 앤 플레이스 본드 헤드가 선형 모터에 장착되어 다이, 렌즈 또는 플립칩 다이가 진공 공구를  통해 픽업 스테이션과 다음 중하나에서 픽업됩니다.

• 다이는 정렬을 위해 매핑 / 정렬 스테이션으로 이송된 다음 본드 스테이션으로 이동되어 에폭시로 결합됩니다
• 렌즈는 본드 스테이션으로 이송되어 접착제가 적용되고, 접착제가 경화되어 접착될 때까지 UV 광이 렌즈에 투영됩니다.
• 플립  다이 또는 레이저 다이, p면이 아래로 향한 다이는 매핑/정렬 스테이션으로 전송되어, 다이의 범프 또는 중요한 정렬형태가 다이 뒷면, 즉정렬을 위한 다이 코너에 매핑됩니다.  최종적으로 다이는 본드 스테이션으로 이송되어 레이저 열이 기판 또는 실리콘 웨이퍼에 적용되는 동안필요한 배치 정확도를 유지합니다.
 
추가적인 주요기능, 옵션
• 3x 수준의 사후 본드 검사를 통한 동적 정렬
• 플립 칩 시스템
• 이온화 장치가 있는 HEPA 필터
• 가열 본드 도구
• 레이저 솔더링 시스템
• 펄스 히터
• 웨이퍼 히터
• 웨이퍼 기판 로더 및 FOUP 로더
• 기판 매거진 로더
• 활성 결합력
• 300mm 웨이퍼 및 최대 550mm x 600mm 대형기판 지원
• 접합 해상도 <0.1μm
• 평행도 보정을 위한 자동 콜리메이터