如何提升超薄芯片拾取與貼裝精度

隨著柔性消費(fèi)電子市場(chǎng)的迅速成長(zhǎng)和IC制造技術(shù)的快速發(fā)展，IC芯片不斷朝著輕薄化、高性能、低功耗和多功能化的方向發(fā)展。超薄芯片的高效封裝，是封裝設(shè)備廠商未來投入的重點(diǎn)。

超薄芯片是指厚度小于100微米的芯片，在可穿戴智能設(shè)備、柔性顯示等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，相比厚芯片具有更高的導(dǎo)電性、散熱性等特點(diǎn)，為打造更智能的消費(fèi)終端提供可能。

但與此同時(shí)，超薄芯片也非常脆弱，易彎曲、易劃損、易破碎，極大限制了真空拾取和貼裝操作等的工藝調(diào)控，稍有不慎極易導(dǎo)致芯片翹曲、碎裂、器件失效等突出問題，所以需要極其溫和的處理。

芯片拾取與貼裝

芯片拾取與貼裝（Pick & Place）是高密度超薄芯片封裝技術(shù)的兩項(xiàng)關(guān)鍵工藝。芯片拾取與貼裝的效率和可靠性直接影響著電子封裝的進(jìn)程、生產(chǎn)率和成本。

1.芯片拾取

芯片拾取是將芯片從晶圓盤上拾起，并轉(zhuǎn)移至基板的過程。在拾取過程中，頂針剝離、拾取位移、拾取速度和接觸保壓等參數(shù)都至關(guān)重要。

若拾取機(jī)構(gòu)接觸芯片速度過快、沖擊力過大，則容易過度按壓芯片造成芯片底部與頂針接觸部位碎裂，嚴(yán)重影響芯片轉(zhuǎn)移效率和封裝進(jìn)程。

所以，如何以更精確的力度拾取芯片，并安全、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移到基板上，是提升超薄芯片封裝效率的一大關(guān)鍵。目前，國外先進(jìn)貼裝設(shè)備可達(dá)到拾取機(jī)構(gòu)亞微米級(jí)的位置反饋及毫克級(jí)的壓力控制。

2.芯片貼裝

超薄芯片貼裝，是貼裝頭在加熱加壓條件下，完成將芯片貼裝到基板上的過程，貼裝效果直接決定著IC器件的電氣性能和粘接機(jī)械可靠性。

在芯片貼裝的加壓和加熱互相耦合作用的瞬態(tài)過程中，貼裝頭需要下壓芯片以壓縮ACA流體導(dǎo)電粒子變形，并在芯片加熱過程中保持一定下壓力，等待ACA膠體固化。

同等條件下，超薄芯片引腳間距越小（密度越大），貼裝所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，對(duì)貼裝頭運(yùn)動(dòng)控制的要求就越苛刻。貼裝過程中貼裝頭壓力需時(shí)刻保持在15g左右并且保壓過程中壓力波動(dòng)需控制在±1g以內(nèi)。

廠商需要根據(jù)芯片的尺寸、引腳密度和大小、捕捉導(dǎo)電粒子個(gè)數(shù)等來進(jìn)行加熱、加壓條件的設(shè)置，才能有效以降低貼裝誤差。

高精度對(duì)位、貼片，保證良率

微米級(jí)位置反饋，獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，±0.01N力控精度，±2μm直線重復(fù)定位精度，±0.01°旋轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度，徑向偏擺小于10μm，編碼器分辨率標(biāo)準(zhǔn)1μm，可在高速運(yùn)行狀態(tài)下仍穩(wěn)定輸出，提升良率及可靠性。

真空吸取，壓力可控，降低損耗

國奧直線旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用中空Z軸設(shè)計(jì)，預(yù)留氣管接口，真空吸取、即插即用，并可根據(jù)元件結(jié)構(gòu)及特性提供定制化服務(wù)；

帶有“軟著陸”功能，可實(shí)現(xiàn)±1.5g以內(nèi)的穩(wěn)定力度控制，支持速度、加速度及力度控制的程序化設(shè)定，使貼裝頭能夠以非常精準(zhǔn)的壓力觸碰MEMS元件，降低損耗。

“Z+R”軸集成設(shè)計(jì)，提升速度

創(chuàng)新性的雙軸集成化解決方案，將傳統(tǒng)“伺服馬達(dá)+滾珠絲桿”合二為一，解決了Z軸自重負(fù)載問題，高速、精準(zhǔn)完成元件Pick & Place，貼裝等動(dòng)作，推力曲線平滑，峰值推力8-50N，有效行程10-50mm ，超高循環(huán)壽命，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

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