超薄芯片真空拾取與貼裝工藝機(jī)理研究.pdf

1、芯片真空拾取與貼裝是完成芯片從晶圓盤轉(zhuǎn)移至基板電路并實現(xiàn)電氣互連組裝極為關(guān)鍵的工藝過程。隨著 IC芯片超薄化和 I/O密度越來越高，可靠高效的真空拾取與貼裝工藝對降低封裝成本，改善封裝性能和器件可靠性等具有重要意義。本文從工藝機(jī)理建模、工藝分析和實驗驗證等方面對真空拾取和貼裝工藝進(jìn)行了深入系統(tǒng)地研究，建立了超薄芯片真空拾取與高密度貼裝的理論工藝窗口。本文主要研究工作和創(chuàng)新之處在于以下幾個方面：
　　1）建立超薄芯片-厚膠層-基板粘

2、接結(jié)構(gòu)的分層理論模型，實現(xiàn)精確的超薄芯片組件翹曲和界面應(yīng)力理論預(yù)測；建立了表面加載分布力載荷的芯片-較薄膠層-基板的力學(xué)模型，為描述真空拾取工藝提供理論支撐。
　　2）基于理論解析，建立了真空拾取工藝的理論模型，并通過二分法算法實現(xiàn)了真空吸附作用下有效藍(lán)膜長度的理論計算。引入界面剝離能量釋放率和拾取力來評估真空拾取工藝可靠性，揭示了真空吸附作用下的芯片-粘膠-藍(lán)膜結(jié)構(gòu)的界面剝離機(jī)理以及芯片大小和厚度、真空負(fù)壓、藍(lán)膜厚度與材料等因素

3、對工藝可靠性的影響，理論預(yù)測了拾取位移不斷增大條件下真空拾取超薄芯片的界面剝離過程，建立了超薄芯片真空拾取的理論工藝窗口。
　　3）基于 Hele-Shaw擠壓流體模型，輔助芯片引腳捕捉導(dǎo)電粒子數(shù)量的實驗研究，實現(xiàn)了高密度超薄芯片貼裝過程的理論描述，研究了引腳間距、各向異性導(dǎo)電膠（ACA）粘度和壓力等因素對芯片貼裝過程和導(dǎo)電粒子壓縮變形的影響。基于分層理論，精確計算了貼裝過程中超薄芯片組件發(fā)生的翹曲位移，研究了芯片-ACA-柔性基