新型倒装镜片ACF贴装技术课件.ppt

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1、新型倒裝晶片ACF貼裝技術,1,ppt课件,一、ACF應用技朮 二、ACF產品特點與應用范圍 三、ACF技朮評估 四、ACF厚度 五、ACF貼附機介紹,目 錄,2,ppt课件,倒裝晶片下填充的選擇。在不考慮其它因素時,影響倒 裝晶片封裝可靠性的關鍵是所使用的下填充材料。,一、ACF應用技朮,3,ppt课件,COF(Chip On Film)将IC封装于柔性线路板上COG(Chip On Glass)将IC封装于玻璃上TAB(Tape Automated Bonding)柔性带自动连接TCP(Tape Carrier Package)載具帶封裝 例如COG工藝,4,ppt课件,COG組裝工藝設備

2、是采用各向異性導電薄膜ACF和熱 壓焊工藝將精細間距的IC貼裝到玻璃基板上實現IC和 玻璃基板的電氣和機械互連的一種先進工藝設備 COG組裝工藝主要涉及溫度控制技朮IC精密對位技 朮精密壓力技朮及CCD應用技朮。TCP:在LCD與controller/driverIC的接合方式上,以往以 heat seal的結合方式已足以應付.但現今在線路的 pitch 日益 縮小的情形下,就有TAB(Tape Automated Bonding)及COG(Chip On Glass)的製程產生.TAB相對的要好一些。,5,ppt课件,TCP(Tape Carrier Package)IC 需求也大幅躍升.在

3、晶圓 廠將IC晶片完成後,會再請廠商在IC晶片上長金凸塊(Gold Bump),然後將長好金凸塊的晶片接合在polymide軟板上(此 段製程稱為ILB(Inner Lead Bonding),即構成 TCP IC.TAB:在TCPIC與LCD間的接合,則是以ACF(異方性導 電膠)為介面,此段製程稱為OLB(Outer Lead Bonding),一般 即泛稱 TAB.COG(Chip On Glass)是利用Flip Chip的技術,將長有金 凸塊的IC 晶片,以ACF為中間介面,接合在LCD的ITO 端.,6,ppt课件,COF(Chip On Film),則是可將原先在PCB上的被動元

4、件 連同IC一併置於polymide軟板上;利用polymide軟板的可折 特性,使得產品的設計更富彈性.,7,ppt课件,产品名称：HITACHI TUFFY产品类别：各向异性导电膜(ACF)产品型号：TF-8147B,产品名称：日立异方性导电膜(HITACHI ACF)产品类别：各向异性导电膜(ACF)产品型号：HITACHI ACF,8,ppt课件,二、ACF產品特點與應用范圍,9,ppt课件,10,ppt课件,11,ppt课件,12,ppt课件,傳統的ACF有一個重要的缺點,即內部導電粒子的分佈是無 序的.那就意味著大量的導電粒子存在於兩個連接面間,且呈不均 勻狀態分佈,而這一不均勻性

5、最壞情況下會導致開路或短路.而最 大的可能是導致接觸電阻的不同.接觸電阻的不同在FCOG場合下 是允許的,因為整個電路的電阻很大.但是在其它情況下(如剛性或 柔性有機基板)接觸電阻差別過大是不可接受的.因此,理想的倒裝晶片互聯材料其導電粒子的分佈應是均勻 的,以保証在每個焊盤上的數量相同.隨著面陣凸點晶片的日益,ACF產品特性,13,ppt课件,普及,對於導電粒子均勻程度的要求也將更為嚴格.目前新材料正 在實際生產中試用,以確認其優越性.ACF材料是採用特殊技術制成,以使任一單分散性導電粒子 均勻分佈.在研究的初期採用的是單分散性的鍍金的聚合物球（直徑7m）.黏著劑採用環氧樹脂及微量的電子級品

6、質化學藥 品.ACF材料的典型性能見表1.本節主要就一種載體含量為1800粒/mm 的ACF材料進行討 論.該載體適用於本次研究的凸點間距.同樣也能生產出更高顆粒 密度的材料,導電粒子獨立分佈,但此時的平均間距縮小了.高密 度材料適用於細間距電路.,2,14,ppt课件,表1：ACF材料的特性,15,ppt课件,圖像分析可用來分析實際倒裝晶片組件上每一凸點處 顆粒的平均數量.例如,組件有98個球形凸點(100m100m,20m高),間距200m.組件置於ITO玻璃 基板上,以使凸點區域顯露出來,從而能夠進行圖像分析.圖像分析系統包括一個高品質的反射顯微鏡,顯微鏡與 一個高解析度的CCD攝像機及

7、一台裝有圖像分析軟體的電 腦相連.倒裝晶片的連接用一台Finetech Fineplacer 183倒裝 晶片邦定機(如圖1)黏著.,三、ACF技朮評估,16,ppt课件,圖1:具有5m以上貼裝精度的Finetech Fineplacer 183 邦定機.,17,ppt课件,這是一台手動系統,貼裝精度可達5m以上,包括一黏 著於支點上的貼裝臂和裝於氣墊上的工作台,貼裝臂上裝有 帶加熱與真空裝置的定心爪.用真空吸取倒裝晶片,經定心 爪定心後,藉由立體顯微鏡和一個固定光標指示器,與台上 的基板對準.基板能夠作X、Y與方向的移動以準確定位.隨後貼裝臂轉動90使晶片裝貼於基板上.然後再在其上施 加不同

8、的溫度和壓力以形成可靠的連接.通常以180的溫 度加熱至少20秒的時間,壓力應根據凸點面積的不同可在1 至50MPa間改變.,18,ppt课件,在本試驗方案中,第二種倒裝晶片用於對有序ACF的電 氣性能進行評估.該晶片有576個凸點以面陣式排列(見圖2).凸點尺寸依然是100m，間距200m.,圖2:用於對“有序”ACF進行評估的面陣式倒裝晶片.,19,ppt课件,相應的FR4基板如圖3.,圖3：面陣式FR4基板上各種紐鏈式結構。,20,ppt课件,晶片與基板的設計使其在組裝時形成6個不同的紐鏈式結構.這種 設計便於對相鄰鏈進行探測,從而可探知它們之間的絕緣電阻.盡管將 來可能會用到ITO玻璃

9、基板,在初始試驗時仍採用FR4基板.這樣一來圖 像分析與電氣可靠性均在相同的倒裝晶片組裝中進行.裝到玻璃基板上時,導電粒子有時會進入倒裝晶片凸點的下面.此 時,凸點上的壓力是30MPa.連接時凸點下導電粒子的分佈不受影響仍 呈均勻狀態.每一凸點下導電粒子的平均數量可採用圖像分析的方法得 出,結果是每一凸點下平均有16個導電粒子.由於對100m100m的 凸點而言採用的ACF中導電粒子的初始密度為1800粒/mm2,試驗結果 証明每一凸點下16個導電粒子非常令人滿意.,21,ppt课件,試驗中所發現凸點下導電粒子數最低值是13,這就意味著所 有的凸點均有著良好的導電性能,接點非常可靠.這說明了1

10、800粒/mm 密度適合於100m直徑而間距200m的凸點.同樣說明隨 著凸點尺寸與間距的減小,需要更高的密度來保証每一凸點達到 相同的水平的導電粒子數.在保証分佈均勻的前提下,ACF的製造 製程能夠達到更高的導電粒子載體密度(即減小導電粒子間的平 均距離).導電粒子密度與每凸點下導電粒子數量間的關係正利用 現成的倒裝晶片結構進行研究.,四.ACF厚度,2,22,ppt课件,邦定時的壓力對於凸點下導電粒子數量几乎沒有影響,只是決定著 ACF的最佳厚度.本次研究証明ACF的最佳厚度值是25m.這不足為 奇,因為凸點的高度為20m,而導電粒子的直徑為7m.當凸點開始 接觸並壓住導電粒子時,膠黏劑便

11、與晶片的底面相接觸,見圖4.,圖4:最佳的ACF 厚度降低了邦定 壓力的影響.,23,ppt课件,當凸點被壓入膜中至相應值時,少量的膠便會被置換出來.凸 點所占總面積為0.0196mm,僅為晶片下膠面積的3%(晶片尺寸 為5mm5mm,ACF厚度為25m).由於被置換出的量極少,因此裝 配時不會對相鄰凸點造成破壞.如果采用較厚的膜,便會出現更多的損壞,原因是在凸點尚未 與導電粒子相接觸時,大量的膠便已被置換出來,晶片下膠的“流 動”會導致粒子順序的破壞.可以預見對於面陣晶片結構,在ACF 厚度與膠體的流動/導電粒子運動間有一些關係,一旦在玻璃基板 上的試驗結束,這些關係便會被揭示出來.,2,2

12、4,ppt课件,基板的共面性同樣對貼裝後導電粒子的分佈有影響。ITO 玻璃基板是非常理想的選擇因為其表面非常平整。在周邊凸點 晶片和面陣凸點晶片上的電性能試驗已完成，組件在各種老化 條件下長期可靠性試驗後的接觸電阻值與晶片的初始接觸電阻 值基本相同。一種新穎的ACF能使所有導電粒子均勻分佈。在倒裝晶片 裝聯時採用這種材料，可將凸點下導電粒子數量的實際值達到 理論值的水平。但是，ACF的厚度必須優化為凸點高度，以保 証導電粒子的順序不會被破壞。,25,ppt课件,ACF Attach(異方向性導電膠貼附機)ACF-25I 型ACF預貼機是應用在 液晶行業中不可缺少的自動化設備.通 過一定的時間、

13、壓力和溫度將一定長 度的ACF精確貼附到LCD上.該機操作 簡單,速度快,精度高,工作穩定,具有極 高的性價比,採用 PC BASEC控制,工作 穩定可靠,易於維護.,五、ACF貼附機介紹,26,ppt课件,可選擇單顆 BUMP 或 整排連續BUMP手動/自動兩種工作方 式,操作簡單.壓頭採用恒溫方式加熱,溫度均勻.ACF長度可自由 設定長度,機種切換極其快捷方便.警報 指示燈設置,隨時監控各部位異常.觸控螢幕+圖形操作界 面，操作方便。使用資料庫儲存Source Side&Get Side 貼附資 料,料號或機種切換時不需重覆輸入資料.雙CCD 模組,輔助對位.ACF最長一次可貼100mm.

14、治具寬度500mm,於寬度內可同 時進行多片貼付.ACF採半切式貼付.機型更換簡易,作業人員可 直接設定更換.機台體積小,節省無塵室空間.,27,ppt课件,規格 Stage Function:真空(含 X.Y.調整)Stage可移動行程 工 作種類:ACF Attaching on the LCD 工作尺寸:Max.25(500Lx380W)Min.1(20Lx15W)工作厚度:0.351.1mm.貼合精 度:0.2mm(X and Y Axis)機械產 能:10 sec.(For 1Cycle)不含 入/出 料動作,28,ppt课件,产品名称:ACFBONDINGM/C产品类别:ACF构装设备产品型号:YJACF-0101,产品名称：TAIL BONDING M/C 回转式产品类别：ACF构装设备产品型号：YJTL-0101,29,ppt课件,