MEMS ve sensör paketleme süreçleri, ultra ince yarı iletken yonga levhaların işlenmesini ve işlenmesini gerektirebilir.Taşıyıcı gofret (veya destek gofret) gibi özel bir işleme aracı gerektiren çeşitli ince gofret işleme sistemleri piyasada halihazırda kurulmuştur.Bir cihaz gofretini bir taşıyıcı gofrete geçici olarak bağlayarak, güvenli bir şekilde işlenebilir ve işlenebilir.Geçici yapıştırma ve ayırma tekniklerine bağlı olarak, taşıyıcı gofretler için farklı gereksinimler vardır.Bu makale, 3D gofret seviyesi paketleme teknolojileri için gerekli bir işleme aracı olarak taşıyıcı gofret gereksinimlerinin ayrıntılarını vermektedir.

Tanıtım

MEMS ve yarı iletken endüstrisinde devam eden gofret kalınlığında azalma var.Bunun nedeni, düşük maliyetle artan sayıda işlevsellik sağlayan daha küçük cihazlara yönelik pazar talebidir;ve bunun için daha küçük paket boyutları gerçekleştirilmelidir.Bu eğilimden esas olarak tüketici uygulamaları sorumludur, ancak daha küçük paket boyutlarına olan talep, daha iyi elektrik performansı veya iyileştirilmiş termal yönetim gibi teknik avantajlara da atfedilebilir.

Daha küçük paket boyutları, cihazları oluşturmak için son derece ince alt tabakalar gerektirir.Bu ince ve ultra ince alt tabakalar, tamamlayıcı metal oksit-yarı iletken (CMOS) görüntü sensörleri ve diğerleri gibi sensörlerin 3B paketlenmesini de sağlar.Yüksek miktarlarda ince gofret üretmek, işleme ve işleme araçlarına zorlu gereksinimler getirir.

Düşük kalınlıkları nedeniyle ince gofretler strese ve kırılmaya karşı hassastır.Taşıma ve işleme sırasında gofretlerin bükülmesi, yüksek verim kaybına neden olur veya gofretlerin artık işlenmesini imkansız hale getirebilir.Bu, gofret ve alt tabaka boyutlarında yüksek derecede esnekliğe sahip ince bir gofret işleme teknolojisine ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir.Taşıyıcı gofretlerin aşağıdakiler gibi belirli özelliklere sahip olması gerekir: mekanik sağlamlık;kimyasal ve yüksek sıcaklık dayanımı;inanılmaz derecede düşük toleranslar (1 μm'ye kadar kalınlık değişimi);ve kullanılan malzemeye göre ayarlanmış termal genleşme, örneğin galyum arsenit (GaAs), İndiyum fosfit (InP), silikon (Si) veya silikon karbür (SiC).Ayrıca, taşıma araçlarının bazen GaAs ve Si gibi malzemeler için uygun olması ve hatta CMOS uyumlu olması gerekir.

Cam, kuvars veya silikondan yapılmış üst düzey taşıyıcı gofretler, yukarıda belirtilen gereksinimleri karşılayabilir.Cam ve kuvars, termal kararlılıkları ve asitlere ve diğer kimyasallara karşı dirençleri nedeniyle taşıyıcı gofretler için mükemmel malzemelerdir.Cam ve kuvars taşıyıcı gofretlere yapışma ve ayrılma şeffaf oldukları için izlenebilir.Ayrıca, cam taşıyıcı gofretler temizlenebilir ve yeniden kullanılabilir, böylece maliyetin düşürülmesine ve çevrenin korunmasına katkıda bulunur.

İnce gofret işleme

İnce gofret işleme proseslerinde, cihaz gofreti, polimer bazlı bir yapıştırıcı kullanılarak yüksek doğrulukta sert bir taşıyıcı gofrete geçici olarak bağlanır.Geçici yapıştırma için genel süreç akışı aşağıda gösterilmiştir.Şekil 1.Cihaz levhasının standart yarı iletken işlem araçları kullanılarak taşınması ve işlenmesinden sonra, serbest bırakma (bağ açma), yapıştırıcıyı çözen kimyasallar, yapıştırıcının viskozitesini azaltan ısı veya yapıştırıcı kuvvetini azaltan lazer gibi çeşitli teknikler yoluyla gerçekleştirilir.

Debonding yöntemleri—farklı uygulamalar için uygun taşıyıcılar

Geçici gofret yapıştırma işlemlerinde, işlem sonunda taşıyıcı gofretin cihaz gofretinden çıkarılması gerekir.Cihaz özelliklerine ve kullanılan işleme bağlı olarak, taşıyıcı gofretler için farklı spesifikasyon gereksinimleri vardır.Aşağıda yaygın olarak kullanılan bağ açma işlemleri için özel özelliklere sahip farklı tipte taşıyıcı levhalar anlatılmaktadır.

Lazer serbest bırakma için taşıyıcı gofretler

Lazer bağ açmada, lazer ışığına maruz bırakılarak yapışkan gücü azaltılır (şekil 2).Debonding yöntemleri oda sıcaklığında gerçekleştirilebilir.

Lazer bağ açma işlemleri için, ilgili lazer dalga boyunu ileten oldukça şeffaf taşıyıcı plakalara ihtiyaç vardır.Çift taraflı cilalı cam veya kuvars taşıyıcı levhalar mükemmel yüzey kalitesine sahiptir ve bu nedenle lazer bağ açma işleminin gereksinimlerini karşılar.Lazere maruz kaldıktan sonra cihaz levhası, taşıyıcı levhadan ayrılabilir.Son olarak, taşıyıcı levhanın temizlenmesi gerekir ve daha sonra birkaç kez yeniden kullanılabilir.Lazer bağ açma yöntemi, temel olarak, yelpaze şeklinde gofret düzeyinde paketleme ve gelişmiş paketleme işlemlerinde kullanılır.

Kimyasal salım için taşıyıcı gofretler

Burada, ayırma işlemine, cihaz gofretinin işlenmesinden (inceltme dahil) sonra yapıştırıcıyı çözen kimyasallar neden olur (Figür 3).Taşıyıcı gofret, çözücünün içinden geçmesini ve yapıştırıcı ile temas etmesini sağlamak için deliklidir.Bu tür taşıyıcı gofretler, boş bir cam taşıyıcıyı en son desenleme teknolojileri ve sıkı toleranslarla birleştirerek üretilebilir.Kimyayı olabildiğince hızlı dağıtabilmek için yüksek yoğunluklu son derece küçük deliklere ihtiyaç vardır.Eşit boyutta 150.000'den fazla açık delik oluşturulabilir, bu da taşıyıcı levha mekanik etkilere karşı dayanıklıyken pürüzsüz ve güvenli bir ayrılma sağlar.

Kimyasal salım için taşıyıcı levhalar, 1 mikron kadar düşük bir toplam kalınlık varyasyonunda (TTV) ve birçok lineer termal genleşme (CTE) uyarlanmış malzeme katsayısında mevcuttur.Bu taşıyıcı gofretler 50 defaya kadar tekrar kullanılabilir.

Termal salınım için taşıyıcı gofretler

Cihaz gofretini veya tek yongaları taşıyıcı gofrete yapıştırmak için termoplastik yapıştırıcılar kullanılır.Bu yapıştırıcıların viskozitesi daha yüksek sıcaklıklarda (yani 100˚C'den itibaren) düşer, böylece bir ısıtma işleminden geçirilmiş olan cihaz gofreti, taşıyıcı gofretten kesilebilir (Şekil 4).Bunun için delikli taşıyıcı gofretlere veya gömme cepli taşıyıcı gofretlere ihtiyaç vardır.

Olağanüstü esneklik için adaptör taşıyıcı levhalar

Yarı iletken ve MEMS endüstrisi, giderek artan çaplarda gofret üretmektedir.Ancak, farklı gofret çapları veya alt tabaka boyutları için gerekli olan işleme ekipmanı, tüm şirketler için uygun değildir.Adaptör taşıyıcı gofretler, daha küçük çaplı gofretleri veya daha küçük boyutlu alt tabakaları tutmak ve bunları süreç boyunca taşımak için ceplere sahiptir (şekil 5).Bu, mevcut ekipman üzerinde çeşitli farklı gofret ve alt tabaka boyutlarının taşınmasına ve işlenmesine izin verir.

Adaptör taşıyıcı levhalar ya yüzeyi işlenmiş cam ya da desenli cep(ler)e sahip silikon levhalar ya da alt tabakanın boyutlarına göre desenlendirilmiş borosilikat cam halkalara kalıcı olarak bağlanmış silikon levhalardır.Gofret üzerinde gerekli dış çapa sahip bu şekilde oluşturulmuş cepler, daha küçük gofretlerin ve alt tabakaların, örneğin 200 mm ekipman üzerinde 150 mm gofretlerin işlenmesini sağlar.Örneğin, 200 mm'lik bir taşıyıcı levha üzerinde dört adet 76 mm'lik levha gibi birden fazla küçük alt tabaka bile işlenebilir.

Seçenekler:

• desenli cepli cam taşıyıcı gofretler;
• desenli cepli silikon taşıyıcı gofretler;ve
• cam halkalara kalıcı olarak bağlanmış silikon taşıyıcı gofretler.

Kullanılan malzemeler nedeniyle bu taşıyıcı gofretler 500˚C'ye kadar olan çalışma sıcaklıklarında kullanılabilir.Ek olarak, vakum aynalı adaptör taşıyıcı gofretlerin kullanımını sağlamak için delikler veya oluklar eklenebilir.Kolay takip için hızlı yanıt (QR) kodlarıyla benzersiz işaretleme uygulanabilir.

Çözüm

Cam, kuvars veya silikondan yapılmış taşıyıcı levhalar, MEMS ve sensörlerin 3B levha düzeyinde paketlenmesi için temel araçlardır.Plan Optik, MEMS ve yarı iletkenle ilgili birçok proses için yüksek kaliteli cam, kuvars ve silikon taşıyıcı levhalar üretmektedir.Yukarıda özetlendiği gibi, kimyasal ve yüksek sıcaklık direnci, son derece düşük toleranslar ve silikon veya diğer alt tabaka malzemelerine göre ayarlanmış termal genleşme sağlayabilirler.Ayrıca, yapışmayan veya yapışmayan yüzey özellikleri eklenebilir ve çift taraflı cilalama ile mükemmel yüzey kalitesi elde edilebilir.
.