Проектирование бескорпусных микросхем на гибких полиимидных носителях
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
? внахлест с переменной по длине сварки деформацией проволоки используется инструмент с наклоном на несколько градусов в сторону, противоположную формируемой перемычке.
ИМС с организованными выводами на гибком носителе
Автоматизированная сборка с использованием ленты-носителя (АСЛН) позволяет решить такую проблему, как выделение большого места под проволочные соединения.
Такую технологию часто называют ТАВ-технологией (Таре Automated Bonding) [3, 4]. Автоматизированный монтаж кристаллов осуществляется с использованием гибкого носителя с ленточными выводами, изготавливаемого отдельно (технологически не связанного с кристаллом), с применением фотолитографии по слою алюминия (или меди), расположенному на тонком полимерном основании (рисунок 4). После полной аттестации СБИС на носителе производится вырубка (отделение от измерительных участков носителя) и затем монтаж СБИС КГА (кристалл с гарантированной аттестацией) в МКМ.
Рисунок 4 Двухслойный полиимидный гибкий носитель для ТАВ-технологии
В основу классификации типов гибких (как правило, полиимидных) носителей положены три параметра: число слоёв носителя, материал проводников носителя, конструктивное выполнение выводов. Исходя из этих параметром, типы гибких носителей можно разделить на три группы: однослойные, многослойные (2-х, 3-х слойные) и пространственные.
Однослойные носители состоят только из одного слоя металла (как правило, медная фольга) с вытравленными и облуженными выводными рамками. Напайку кристаллов к таким носителям производят эвтектикой Au-Sn. Недостаток заключается в невозможности проведения испытаний смонтированных на них кристаллов до установки их на плату, к тому же не исключается и возможность замыкания выводов носителя на край кристалла. Поэтому такой тип ленточных носителей используется, главным образом, только для кристаллов с малым числом выводом и имеющих высокий выход годных в массовом производстве. Смонтированные таким образом кристаллы, как правило, запрессовываются пластмассой.
Пространственный тип носителей находится в стадии лабораторной отработки и нацелен на решение пространственной сборки матричных безвыводных кристаллов СБИС, характеризующихся расположением монтажных контактных площадок не только по периферии кристалла, но и по его центральной части. В этом случае автоматизированное соединение выводов предполагает как монтаж методом перевернутого кристалла, так и одноточечной микросварки.
Многослойные носители имеют структуру металл - полимер и металл - адгезив - полимер. Выбор материалов полиимидных носителей и технология их изготовления должна обеспечивать:
)точное соответствие размеров ленты конфигурации схемы;
)надежность соединения металла с пленкой в процессе проведения такой технологической операции, как химическое травление, термоциклирование, ультразвуковая, термокомпрессионная и другие виды сварки, термическая устойчивость при операциях;
)отсутствие усадки пленки при нагреве и максимальное соответствие полимерного материала и металла выводов по величине коэффициента термического расширения для сведения к минимуму механических напряжений.
Кроме того, к материалу выводов полиимидных носителей предъявляются следующие требования:
)прочность;
)пластичность;
)стойкость к многократным перегибам;
)коррозионная стойкость;
)адгезия к полиимиду;
)совместимость с адгизивом;
)возможность фотопечати с обеспечением разрешения согласно шагу контактных площадок кристалла;
)возможность проведения процесса монтажа на плату как пайкой, так и сваркой.
К материалам для выводов полимидных носителей, которые могут отвечать указанным требованиям, можно отнести металлы: Al, Au, Ni, Cu. Из них наиболее полно перечисленным требованиям отвечает золото. Однако золото является драгметаллом и поэтому находит применение главным образом в виде финишного покрытия к основному металлу.
Из остальных металлов наибольшее распространение в качестве материалов для выводов полиимидных носителей получили Al и Cu в виде фольги. Толщина алюминиевой фольги лежит в пределах 0,025 - 0,07 мм, а толщина медной фольги как, правило, составляет 0,03 - 0,035 мм, в отдельных случаях достигает 0,076 мм.
В качестве материала полимерной пленки в гибком носителе кристалла могут использоваться полиимид, полиэфир, полисульфоноэфир и другие. Наибольшее распространение получил полиимид вследствие исключительного сочетания свойств: высокой теплостойкости, способности сохранять стабильность физических и химических свойств при высоких температурах, возможности селективной химической обработки и использования в качестве подложки при вакуумном напылении металлических пленок. Полимерная пленка, являясь основой гибкого носителя, обычно имеет ширину от 16 до 120 мм.
Двухслойный носитель выполняется нанесением на металлическую фольгу полиимидного лака с его последующей полимеризацией и требует при формировании рисунка избирательного травления как металлической фольги, так и полиимида. Для изготовления трехслойного носителя на пленку из полиимида наносится слой адгезива (на основе эпоксидов, акрила или полиэфиров) и после разрезания пленки на ленты в ней с помощью соответствующих пуансонов автоматически пробиваются краевая перфорация, отверстия под кристаллы и балочные выводы. Затем на ленту наклеивается металлическая фольга. Далее лента поступает на операции избирательного травл