用於先進半導體封裝的倒裝晶片鍵合設備

倒裝晶片鍵合設備

一個 倒裝晶片鍵合機該裝置可將帶有凸點的晶片正面朝下放置並定向,使其凸點或銅柱與匹配的焊盤對齊,並將晶片放置或鍵合到基板、晶圓或其他晶片上。探索用於熱壓鍵合、回流焊、晶片到基板、晶片到晶圓、矽光子學和其他高密度互連應用的設備。

晶片到基板 晶片到晶圓 晶片對晶片 熱壓黏合 細間距互連
該設備控制什麼

倒裝晶片鍵合機如何形成面朝下的互連

與傳統的正面朝上晶片貼裝不同,倒裝晶片組裝是將晶片的有源面朝向接收焊盤。貼裝人員必須控制晶片的方向、雙面對準、共面性、貼裝力以及選定的連接條件,同時也要避免損壞晶片、凸塊或基板。

具體的順序會隨著回流焊、熱壓焊、熱超音波焊、黏合劑焊或直接黏合焊接而變化,但以下四個機器功能仍然是設備選擇的核心。

凸塊形成、凸塊下金屬化和重分佈層通常在上游完成。倒裝晶片鍵合機負責對準和連接已準備好的互連表面;它並不能取代晶圓凸塊成型設備。
01

挑選、調整方向並展示模具

該機器從晶圓帶、托盤、華夫餅包裝或其他載體中取出單個晶片,控制其方向,並將凸起表面朝向目標。

02

對齊凸起、立柱和墊片

向上和向下的光學系統、模式識別和平台校正功能使晶片特徵與基板、中介層、晶圓或第二晶片目標對齊。

03

控制平行性和鍵結條件

該平台可根據合格的工藝管理傾斜、放置高度、力、溫度、氣氛、停留時間和可選的超音波或固化功能。

04

發布、測量和記錄

連接或點焊完成後,該工具會釋放設備,並可在下一個循環之前執行黏合後測量、檢查、配方記錄和可追溯性。

互連比較

倒裝晶片鍵合與引線鍵合

兩種製程都能在半導體晶片和封裝之間建立電氣連接,但連接幾何形狀和所需設備不同。本頁重點在於透過凸點、柱狀結構或預製鍵結面進行的直接面朝下連接。

決策點
面朝下的面陣列連接 倒裝晶片鍵合
外圍細線連接 引線鍵合
互連路徑
晶片下方的凸起、柱狀結構或直接黏合面與相應的接收特性對齊。
細導線環將裸露的晶片焊盤連接到引線框架、基板或封裝端子。
包裝設計
支援面陣 I/O、短電路路徑、緊湊封裝架構和高密度整合。
支援外圍焊盤佈局、靈活的環路佈線和各種成熟的封裝格式。
設備控制
模具翻轉、雙面視覺、鍵結後精度、平行度、力、溫度和氣氛。
送絲、毛細管或楔形工具、超音波焊接、環路形成和焊接頭運動。
典型用途
晶片、高密度基板、影像感測器、MEMS、矽光子學、光電子學和 2.5D 或 3D 整合。
主流積體電路、分離式元件、LED、電源封裝以及圍繞外圍線連接設計的產品。
選擇數據
凸點間距和冶金、模具和目標形狀、連接方法、精度、力、熱窗口和自動化。
導線材料和直徑、封裝幾何形狀、鍵合方法、迴路輪廓、焊盤設計和吞吐量。
可用設備

倒裝晶片鍵合機和TCB系統

評估現有的倒裝晶片鍵合機、精密貼片平台和熱壓鍵結系統。請提供晶片、互連線、目標基板、鍵結路線和生產要求,以便比較實際的設備配置。

產品系列規格並不代表特定機器的配置。購買前請務必確認已安裝的鍵結頭、光學元件、壓力範圍、加熱裝置、氣氛、處理模組、軟體、工具和配件。
按生產階段選擇

研發用、中試生產線還是自動倒裝晶片鍵合機?

最佳平台取決於專案是開發新的互連技術、將穩定的製程轉移到試生產階段,還是營運可重複的大批量生產線。

不要只憑廣告宣傳的準確度來選擇。操作人員權限、物料供應、配方開發、製程資料、週期時間、可追溯性和工廠整合度同樣重要。

討論您的生產階段
01

研究與製程開發

手動或輔助系統優先考慮光學存取、靈活的工具、受控實驗以及評估不同模具、目標、力、溫度和連接方法的能力。

02

試點生產線和資格認證

半自動或多功能平台增加了可程式運動、製程重複性、測量和數據記錄功能,同時保持了工程變更和有限生產的靈活性。

03

自動批量生產

生產系統強調晶圓、托盤或載體的自動化、較短的週期時間、穩定的配方執行、檢測、主機通訊、可追溯性和可預測的設備利用率。

加入流程

將倒裝晶片鍵合機與互連製程相匹配

「倒裝晶片」描述的是封裝方向,而非某種通用的鍵合製程。互連金屬的材質和所需的焊點形成方式決定了鍵合頭、熱系統、氣氛、力控制和操作方式。

01 熱壓黏接(TCB) 利用熱量和可控力形成細間距互連,同時保持晶片與目標對齊。

確認鍵合力範圍、上下加熱、溫度均勻性、停留時間、主動傾斜和傾斜操作、氣氛、冷卻、晶片翹曲以及用於驗證鍵合後精度的方法。 TCB 功能取決於已安裝的硬件,而不僅僅是平台名稱。

02 大規模回流焊和焊料鋪放 在整合或下游回流焊接步驟完成焊點之前,鍵合機將帶凸點的裝置對準並放置到位。

審查助焊劑塗覆、焊點放置、平台加熱、晶片穩定性、基板支撐、回流焊流量、冷卻和貼裝後處理。批量回流焊平台和專用TCB系統不能自動互換。

03 熱超音波法、共晶法和黏合法 選定的組件結合了熱能、壓力、超音波能量、焊料、導電黏合劑或紫外線固化材料。

驗證超音波模組、加熱方式、點膠或沖壓製程、黏合線控制、紫外線照射、工具介面以及相容的製程監控。這些選項取決於特定的配置。

04 直接鍵合和混合鍵合 預處理的介電材料和金屬表面需要極其潔淨的處理、精細的對準和可控的接觸。

直接鍵合或混合鍵合通常需要專門的環境控制、表面處理、顆粒控制、平行操作、低力接觸以及鍵合後熱處理。切勿認為標準的焊球鍵合機可以執行此工藝。

預算和報價

倒裝晶片鍵合機的價格由什麼決定?

實驗室對準鍵合機、高力製程開發平台和全自動熱壓生產系統屬於不同的設備類別,以一個通用的價格範圍來概括它們並不準確。

一份可比較的報價必須明確實際安裝的製程組件、處理模組、校準條件、工具和支援範圍,而不僅僅是機器上列印的型號。

請求基於配置的報價

請提供首選型號或應用、晶片和目標格式、互連製程、精度、自動化程度、條件和目的地。

查詢目前可用性
為什麼兩台型號相同的機器會有所不同

最終交付的價值取決於已安裝、已驗證和已包含的內容。

  1. 01
    精準度和製程硬體

    光學系統、鍵合頭、力範圍、平行度、加熱、氣氛和偵測選項決定了機器實際能夠支援的製程。

  2. 02
    物料搬運和工具

    晶圓台、彈出器、托盤、翻轉工具、卡盤、夾頭、基板夾具和自動化模組可能會顯著改變報價範圍。

  3. 03
    軟體、校準和證據

    許可證、配方功能、相機校準、力和熱驗證、黏合後測量和演示證據都會影響準備。

  4. 04
    狀況、翻新和支持

    生產年份、運作歷史、更換零件、文件、包裝、安裝、培訓和售後範圍都會影響交貨成本。

為了進行有效的比較,請包含以下內容: 晶片和目標尺寸、凸點類型和間距、連接製程、所需的黏合後精度、力和溫度範圍、自動化、首選條件和目的地。
技術規格審查

需要背景資訊的倒裝晶片鍵合機規格

只有在測試條件和安裝配置已知的情況下,標題值才有用。應將這些規格組與實際的軟體包和流程進行比較,而不是僅從公佈的單一數值中選擇。

準確性

發行前與發行後準確性

確認精度是在接觸前還是在整個加熱和壓力循環後測量的,所使用的西格瑪水平,晶片尺寸,場位置,溫度和測量方法。

機械

鍵力、間隙和平行性

檢查最小和最大力、控制分辨率、主動傾斜和傾斜、共面性、最終間隙測量以及保護易碎或變形部件的能力。

熱的

上下加熱

比較最高溫度、升溫速率、均勻性、脈衝或級加熱、冷卻、熱膨脹補償以及與所需製程視窗的兼容性。

處理

晶片、晶圓和基板格式

確認最小和最大晶片尺寸、厚度、晶圓直徑、捲帶框架、托盤或華夫餅包裝輸入、基板尺寸、載體類型和自動裝載選項。

環境

大氣和表面防護

確定惰性氣體、真空、甲酸或無助熔劑加工、顆粒控制、潔淨環境要求,以及外殼是否與預期的材料系統相符。

生產

週期時間、檢驗和可追溯性

使用實際流程、材料更換、配方管理、黏合後檢驗、資料收集、主機通訊和維護存取來評估週期時間。

索取完整的配置表、機器照片、選件清單以及運行記錄。僅憑產品系列手冊無法確認特定二手或翻新系統是否符合專案需求。
二手設備驗證

二手倒裝晶片鍵合機應該檢查哪些方面?

二手設備可以縮短交貨時間並降低資本成本,但型號名稱並不能揭示其當前的精度、已安裝的製程模組或包含的工具。

審查應將機器的身份和狀況與目標封裝、互連和驗收標準連結起來。

01 / 身份

型號、字尾、年份和序號

確認機器的完整型號、​​製造年份、序號、機器位置、所有權歷史和目前運作狀態。

02 / 對齊

光學、校準和精度證據

審查相機、照明、模式識別、平台校準、黏合後測量方法、重複性結果和平行性驗證。

03 / 連接硬體

鍵結頭、力和熱系統

確定力範圍、工具介面、頂部和底部加熱、冷卻、溫度控制器、傾斜硬體和製程特定模組。

04 / 物料搬運

晶圓、晶片、靶材和工具範圍

列出晶圓台、頂出器、晶片輸入裝置、托盤、卡盤、夾頭、翻轉工具、基板夾具、托架和包含的更換零件。

05 / 處理選項

氣體、真空、助熔劑、超音波和固化

確認是否需要氣氛控制、氣體控制、真空、助焊劑或無助焊劑製程、超音波硬體、點膠、沖壓和紫外線功能。

06 / 軟體與支持

許可證、文件和演示

檢查電腦、軟體版本、許可證、手冊、維護記錄、翻新工作、備件、測試樣品以及可用的現場或錄製演示。

設備選擇常見問題解答

關於倒裝晶片鍵合機的常見問題

這些答案闡明了設備範圍、製程相容性、規格比較、二手設備檢驗以及提供有效報價所需的資訊。

什麼是倒裝晶片鍵合機?

倒裝晶片鍵合機是一種半導體組裝設備,它將帶有凸點的晶片正面朝下放置,使其凸點或柱與匹配的焊盤對齊,並在受控的力、溫度、氣氛和平行度下將其放置或鍵合到基板、晶圓或其他晶片上。

倒裝晶片鍵合機和傳統晶片鍵合機有什麼不同?

傳統的晶片鍵合機通常將晶片放置在黏合劑、焊料或其他黏合材料上,晶片的有效面朝上。倒裝晶片鍵合機則將帶有凸點的有效面朝下對準,以便直接連接到匹配的焊盤上。有些模組化平台同時支援這兩種方式,但必須驗證所安裝的光學元件、鍵結頭、加熱方式和操作流程。

倒裝晶片鍵合機可以支援哪些鍵合製程?

根據配置的不同,平台可以支援批量回流焊、熱壓黏合、熱超音波黏合、共晶或焊料連接、黏合劑黏合、紫外線固化以及選定的直接或混合黏合製程。

倒裝晶片鍵合機的精度該如何比較?

將放置或鍵合後精度與測量方法、西格瑪水平、晶片尺寸、溫度、場位置以及該值是在整個鍵合週期之前還是之後進行測量進行比較。

一台倒裝晶片鍵合機能否同時處理晶片到基板和晶片到晶圓的應用?

某些平台可以同時支援C2S和C2W,但晶圓台架、基板處理、晶片輸入、光學元件、工裝、軟體和製程模組均有所不同。相容性必須根據實際安裝配置進行確認。

倒裝晶片鍵合機多少錢?

價格取決於設備等級、精度、壓力、加熱方式、氣氛、晶圓和基板處理、自動化程度、軟體、工裝、年份、設備狀況和支援範圍。有效的報價需要目標工藝和所提供的配置。

購買二手倒裝晶片鍵合機前應該檢查哪些方面?

核實完整型號和後綴、序號、年份、對準系統、校準、粘合頭、力、加熱、平行度、處理模組、氣氛選項、軟體、工具、服務歷史和可用的演示證據。

倒裝晶片鍵合機報價需要哪些資訊?

提供晶片、凸塊和基板的詳細信息,C2S 或 C2W 格式,連接工藝,鍵合後精度,力和溫度範圍,氣氛,自動化程度,首選條件,目的地和項目進度安排。

將倒裝晶片鍵合機與實際互連製程相匹配

請提供晶片、凸塊或柱狀物、基板或晶圓格式、所需的鍵結後精度、連接方法、力和溫度範圍、生產階段、首選機器條件和目的地。

索取倒裝晶片鍵合機報價