บนพื้นโรงงาน สถานี die attach คือจุดที่ชิป (die) ถูกวางลงบน substrate และกาวจะทำหน้าที่ยึดชิปไว้ ณ ตำแหน่งนั้น อุณหภูมิที่พุ่งสูงขึ้นเพียงครั้งเดียวบนแนวเชื่อม จุดร้อนหนึ่งจุด อาจทำให้กาวเกิดการบ่มที่ไม่สมบูรณ์หรือบ่มเกินในเวลาอันรวดเร็ว การบ่มที่ไม่สมบูรณ์เปิดโอกาสให้เกิดการลอกชั้น (delamination) และการดึงสายไฟ (wire sweep) ส่วนการบ่มเกินจะทำให้สารระเหยถูกขับออก เชื้อเชิญให้เกิดช่องว่าง (voiding) และส่งผลกระทบต่องบประมาณความร้อนสำหรับการหุ้ม (encapsulation) ในขั้นตอนถัดไป ไม่ว่าจะทางใด ผลผลิตก็จะลดลง และสายการผลิตจะหยุดชะงักในขณะที่คุณต้องตามหาสาเหตุที่แท้จริง
คุณต้องการกระบวนการความร้อนที่ควบคุมเคมีของกาวให้อยู่ในช่วงที่จำกัดอย่างเข้มงวดในทุกจุดเชื่อม ทุกกะการผลิต นั่นคือเหตุผลที่เราออกแบบระบบบ่มกาว die attach โดยเฉพาะสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ไม่ใช่เรื่องที่ทำตามหลัง
สิ่งที่สำคัญในทางเทคนิค
การบ่มกาว die attach ไม่ใช่แค่เรื่องความร้อนเท่านั้น แต่เป็นความร้อนที่ถูกควบคุมและทำซ้ำโปรไฟล์การบ่มของกาวอย่างแม่นยำในทุกกะการผลิต
เราใช้แหล่งความร้อนจากหลอดไฟควอร์ตซ์ฮาโลเจนที่ให้พลังงานคลื่นสั้น พลังงานคลื่นสั้นนี้สามารถทะลุผ่านชั้นกาวที่บางได้อย่างรวดเร็ว เพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็วโดยไม่ปล่อยความร้อนส่วนเกินสู่ substrate สำหรับแพ็กเกจและ substrate ที่มีมวลความร้อนต่ำ หมายความว่ามีความล่าช้าทางความร้อนน้อยและไม่เกิดการเพิ่มขึ้นเกินความต้องการ แม้ว่าจะมีชั้นเชื่อมที่หนากว่า โปรไฟล์คลื่นสั้นนี้จะให้ความร้อนผิวหน้าอย่างสม่ำเสมอ ผลักดันแนวหน้าแห่งการบ่มให้ทั่วถึงในแนวเชื่อม
ความสม่ำเสมอเป็นข้อกำหนดหลัก เราควบคุมความสม่ำเสมอของอุณหภูมิระดับเวเฟอร์ที่ ±0.1°C ทั่วพื้นที่เชื่อมที่ทำงาน ตัวเลขนี้สำคัญเพราะจุดเจลและการเปลี่ยนแปลงแก้วของกาวเป็นจุดที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว—ความแตกต่าง 0.2°C ในแนวเชื่อมสามารถเปลี่ยนแปลงระดับการบ่ม (cure conversion) ได้มากพอที่จะส่งผลต่อความแข็งแรงของการยึดเกาะและพฤติกรรมของการเกิดช่องว่าง
ความสามารถในการทำซ้ำเป็นข้อกำหนดอีกประการที่ไม่สามารถเจรจาได้ ระบบจะต้องให้โปรไฟล์อุณหภูมิเดียวกันในแต่ละล็อต ในแต่ละตัวพา และต้องมีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุด ในการผลิต “ใกล้เคียง” ไม่ถือว่าเพียงพอ คุณต้องได้อัตราการเพิ่มอุณหภูมิ จุดสูงสุด และเวลาคงที่ที่เหมือนกันทุกครั้ง
ความเหมาะสมสำหรับห้องสะอาดเป็นข้อบังคับ ระบบได้รับการรับรองสำหรับสภาพแวดล้อมระดับ Class 1–100 วัสดุและซีลถูกเลือกมาเพื่อป้องกันการสร้างฝุ่นละอองเป็นศูนย์ ในพื้นที่ลิโธกราฟีและการเชื่อม อนุภาคเพียงหนึ่งอนุภาคบนแผ่นเชื่อมหมายถึงอุปกรณ์หนึ่งชิ้นเสียหาย เราออกแบบโมดูลหลอดไฟ รูปทรงตัวสะท้อนแสง และเส้นทางลมเพื่อหลีกเลี่ยงการปล่อยฝุ่นและดักจับการระเหยก่อนที่จะถึงโซนกระบวนการ
การควบคุมความร้อนเป็นแบบปิดวงจรและรวดเร็ว เซ็นเซอร์ความละเอียดสูงส่งข้อมูลไปยังตัวควบคุมแบบเรียลไทม์ และการจ่ายพลังงานหลอดไฟจะถูกปรับตามทันทีเพื่อรักษาเส้นโค้งการบ่มของกาว ตัวควบคุมจะบันทึกข้อมูลทุกครั้งที่ทำงาน ทำให้บันทึกการบ่มสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้ถึงแต่ละหน่วยและแต่ละล็อต
ความน่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับเวลาทำงานต่อเนื่อง หลอดไฟและระบบจ่ายไฟถูกออกแบบให้มีอายุการใช้งานยาวนาน และระบบถูกสร้างมาเพื่อการทำงาน 24/7 เมื่อหลอดไฟถึงเวลาสิ้นอายุการใช้งาน สามารถเปลี่ยนหลอดได้ทันทีโดยไม่ทำลายบรรยากาศของห้องสะอาด ทำให้เวลาหยุดทำงานโดยไม่คาดคิดต่ำมาก
เหตุผลที่วิธีนี้ได้ผลในสถานที่ใช้งาน
โรงงานผลิตประกอบด้วยขั้นตอนควบคุมอุณหภูมิต่อเนื่อง และการบ่มกาว die attach เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่อุณหภูมิมีผลโดยตรงต่อความแข็งแรงทางกล
ในขั้นตอนการอบแห้งและทำความสะอาดเวเฟอร์ จะเป็นการกำจัดความชื้นและสิ่งปนเปื้อนก่อนการเชื่อม หากขั้นตอนการบ่มไม่สม่ำเสมอ แนวเชื่อมอาจกักเก็บความชื้นและเกิดช่องว่างได้ เมื่อมีการบ่มที่เสถียรและสามารถทำซ้ำได้ จะปิดวงจรนี้ กาวจะบ่มตามที่ตั้งใจไว้ และการหุ้มในขั้นตอนถัดไปจะได้รับภาระความร้อนที่คาดการณ์ได้
ในกระบวนการโฟโตรีซิสต์ การอบอ่อน (soft bake) และอบแข็ง (hard bake) เป็นการกำจัดตัวทำละลายและการเชื่อมขวางของพอลิเมอร์ หลักการความร้อนที่แม่นยำแบบเดียวกันนี้ถูกนำมาใช้ ระบบของเรานำความแม่นยำเดียวกันมาสู่การบ่มกาว die attach ทั้งอัตราการเพิ่มอุณหภูมิ จุดสูงสุด และเวลาคงที่ สามารถทำซ้ำได้ ความสม่ำเสมอนี้ช่วยลดความผันแปรของกาว และความผันแปรที่ลดลงจะช่วยเพิ่มผลผลิตโดยตรง
ในขั้นตอนการแพ็กเกจ การบ่มกาว die attach อยู่ตรงจุดก่อนการเชื่อมสายไฟ กาวที่บ่มไม่สมบูรณ์ทำให้เกิดการดึงสายไฟได้ง่ายขึ้นในระหว่างการเชื่อม กาวที่บ่มเกินอาจเปราะและแตกร้าวเมื่อรับความเครียดจากความร้อน การควบคุมช่วงเวลาการบ่มอย่างเข้มงวดช่วยลดงานแก้ไข ลดของเสีย และทำให้สายการผลิตเดินหน้าต่อได้
ผลลัพธ์ที่วัดได้คือโปรไฟล์กาวที่เข้มงวดขึ้นจะช่วยลดความล้มเหลวในการเชื่อม ลดช่องว่าง และลดความล้มเหลวทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการลอกชั้น การควบคุมที่เข้มงวดยังช่วยลดการใช้พลังงาน การเพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็วด้วยหลอดไฟคลื่นสั้นช่วยลดเวลารอบโดยไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพการบ่ม และเวลารอบที่สั้นลงแปลเป็นความสามารถในการผลิตที่สูงขึ้นโดยไม่เพิ่มภาระความร้อนในห้องสะอาด
รายละเอียดปฏิบัติที่ต้องเผชิญ
แม้ระบบควบคุมความร้อนที่ดีจะมีข้อจำกัดในทางปฏิบัติ
หลอดไฟคลื่นสั้นให้ความเร็วและความสม่ำเสมอ แต่ต้องการการจัดการความร้อนอย่างมีวินัย รักษารูปทรงตัวสะท้อนและเส้นทางระบายความร้อนให้สะอาด การไหลของลมที่ถูกบล็อกหรือการสะท้อนแสงที่สกปรกจะทำให้พลังงานกระจายและเกิดจุดร้อน กำหนดเวลาการบำรุงรักษาป้องกันสำหรับการตรวจสอบหลอดไฟและทำความสะอาดตัวสะท้อนให้สอดคล้องกับโปรโตคอลห้องสะอาดของคุณ
ความเข้ากันได้ขึ้นอยู่กับกระบวนการ กาวมีความแตกต่างในด้านเคมี เนื้อสารเติมแต่ง และความไวต่อการบ่ม ระบบสามารถปรับได้กับโปรไฟล์การบ่มหลากหลาย แต่การทดสอบการใช้งานครั้งแรกต้องสอดคล้องกับพฤติกรรมความร้อนของกาวและโครงสร้างแพ็กเกจ กรุณานำข้อมูลแผ่นข้อมูลกาวและโปรไฟล์การบ่มเป้าหมายมาระหว่างการติดตั้ง เราจะปรับอัตราการเพิ่มอุณหภูมิ จุดสูงสุด และเวลาคงที่ให้ตรงกับวัสดุ ไม่ใช่ในทางกลับกัน
และการบูรณาการไม่ใช่ทางเลือก ระบบต้องสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องมือจัดการ เครื่องเชื่อมสาย และเวิร์กโฟลว์ MES ของคุณ เรารองรับมาตรฐานอินเทอร์เฟซและการบันทึกข้อมูลการบ่มเพื่อให้บันทึกการบ่มถูกรวมอย่างถูกต้องในระบบควบคุมสายการผลิตและคุณภาพของคุณ
หากโรงงานของคุณถือว่าการบ่มกาว die attach เป็นขั้นตอนการผลิต เส้นโค้งอุณหภูมิไม่ใช่รายละเอียด แต่คือกระบวนการ ควบคุมให้แม่นยำ เพื่อให้สายการผลิตเดินหน้าได้โดยมีการหยุดชะงักน้อย การหลุดจากมาตรฐานน้อย และผลผลิตคงที่ตามเป้าหมายที่ตั้งไว้