Im Halbleiterpaketmontageprozess ist das Erreichen von Präzision im Substratdesign ein entscheidendes Element. Das Substrat sollte unter Berücksichtigung der Montagefreundlichkeit entworfen werden. Dies gilt sowohl für das Die Attach, sei es Flip-Chip oder traditionelles Die Attach für Wire Bonding. In diesem Artikel betrachten wir eine spezifische Fallstudie, die sich mit den Mängeln eines Substratdesigns befasst und sich auf die Herausforderungen konzentriert, die während der Montage-, Die Attach- und Wire Bonding-Phasen auftraten.
Fallstudienübersicht für COB-Substratdesign
Kürzlich standen wir vor erheblichen Herausforderungen bei einem Chip-on-Board (COB) Bonding-Job mit einer Zwei-Die-Konfiguration. Das Au-Wire-Bonding des primären Dies war unkompliziert und verlief ohne Probleme. Das sekundäre Die stellte jedoch aufgrund des Designs des PCB-Substrats eine einzigartige Herausforderung dar
Challenges Faced During Au Wire Bonding
Optimierung der Wire Bonding Parameter zum Bonden auf ENIG-beschichteten Au-Vias für Bondstärke
Das zweite Die Attach Pad, oder die Die Attach Oberfläche, wurde mit Au-Vias anstelle eines durchgehenden Au-Bonding-Pads entworfen, das die gesamte Oberfläche wie die primäre Die Attach Oberfläche mit Electroless Nickel Palladium Immersion Gold (ENEPIG) beschichteter Oberfläche abdeckt. Außerdem waren die Au-Vias nicht ENEPIG-beschichtet, sondern Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG), was stundenlange Feinabstimmung der Parameter erforderte, um eine akzeptable Bondstärke zu erreichen.
Räumliche Einschränkungen beim Die Downbonding (GND) auf begrenzter Au-Via-Oberfläche
Die Hauptherausforderung bestand in der räumlichen Begrenzung für das Downbonding vom Die; das Die selbst bedeckte mehr als 95% der Au-Via-Oberfläche, die für das Downbonding verwendet werden sollte. Selbst bei minimalem Epoxy-Überlauf von allen Seiten des Dies, weniger als 150 Mikrometer, war nicht genügend freiliegende Oberfläche für das Downbonding vorhanden.
Risiken des Kapillarwerkzeugs bei eingeschränktem Raum
Selbst mit einer extrem kleinen Kapillare, hoher Schleifengröße und Änderung der PCB-Position und -Ausrichtung war einfach nicht genug Platz vorhanden, um ohne das Risiko, dass das Kapillarwerkzeug die Seitenwand des Die-Gehäuses trifft und Absplitterungen oder sogar Risse im Die verursacht, zu bonden.
Strategische Lösungen und Best Practices für das PCB-Substratdesign
Sicherstellen, dass das Die Attach Pad ausreichend geräumig ist
Stellen Sie sicher, dass entweder die mit Au-Vias bedeckte oder die vollständig mit Au beschichtete Die Attach Oberfläche auf allen Seiten mindestens 750 µm größer ist als das Die, um die Pads am Rand des Dies zu bonden. Wenn das Down Bonding von einem Die Pad aus der Mitte oder weiter entfernt vom Rand des Dies erfolgt, stellen Sie sicher, dass mindestens das Doppelte der Länge des Bond Pads bis zum Rand des Dies freigelassen wird, um eine geeignete Drahtschleifengröße zu bilden.
Alternative Erdungsoptionen in Betracht ziehen
Platzieren Sie strategisch Ersatz-Bond Pads/Vias um die Die Attach Oberfläche, um Fehler durch Die Attach/Wire Bonding Missgeschicke zu berücksichtigen. Es ist immer besser, das Substrat für Vielseitigkeit zu entwerfen, anstatt für kleine Substratgrößen bei kleinen Volumen für F&E-Zwecke
Schlussfolgerung
Die vorgestellte Fallstudie zeigt die Bedeutung eines durchdachten Substratdesigns in der Halbleiterpaketmontage. Durch die Übernahme dieser Best Practices können Montageeinrichtungen ihre Fähigkeit zur Bewältigung komplexer Verpackungsszenarien verbessern und somit die Gesamtzuverlässigkeit und Effizienz in der Halbleiterfertigung steigern. Diese Strategien helfen nicht nur bei der Bewältigung unmittelbarer Probleme, sondern dienen auch als proaktive Maßnahmen zur Vermeidung zukünftiger Probleme, wodurch reibungslosere Abläufe und qualitativ hochwertigere Ergebnisse im Montageprozess sichergestellt werden.
Bitte zögern Sie nicht, uns für Ihre Bedürfnisse in Bezug auf PCB-Substratdesign, PCB-Substratfertigung und Paketmontage zu kontaktieren.
