Transferência para a frente induzida por laser para Flip-chip Embalagem de matrizes de solteiro

Summary

Nós demonstramos o uso da Transferência (LIFT) técnica Atacante induzida por laser para montagem flip-chip componentes optoeletrônicos. Esta abordagem fornece um, de baixo custo, baixa temperatura simples, solução rápida e flexível para o bem-pitch colidindo e colagem no chip de escala para a realização de circuitos de alta densidade para aplicações optoeletrônicos.

Abstract

Flip-chip embalagem (FC) é uma tecnologia fundamental para a realização de alto desempenho, os circuitos de ultra-miniaturizado e de alta densidade na indústria de micro-eletrônica. Nesta técnica, o chip e / ou o substrato é batido e as duas são ligadas através destas saliências condutoras. Muitas técnicas batendo têm sido desenvolvidos e intensamente investigado desde a introdução da tecnologia de FC, em 1960, ^1, como a impressão stencil, parafuso prisioneiro bumping, evaporação e electroless / galvanoplastia ^2. Apesar do progresso que estes métodos que efectuou todos eles sofrem de uma ou mais do que um inconvenientes que precisam de ser tratadas, tais como custo, as etapas de processamento complexas, altas temperaturas de processamento, tempo de fabrico e mais importante, a falta de flexibilidade. Neste artigo, demonstramos uma colisão técnica simples e de baixo custo à base de laser formando conhecido como transferência para a frente induzida por laser (LIFT) ^3. Usando a técnica ELEVADOR uma vasta gama de materiais de colisão pode be impresso em uma única etapa com grande flexibilidade, alta velocidade e precisão na RT. Além disso, permite que o LIFT bumping e colagem para baixo para chip de escala, o que é fundamental para a fabricação de circuitos ultra-miniatura.

Introduction

Induzida por laser Transferência Forward (LIFT) é um direct-escrever método de fabricação aditiva versátil para definição do padrão de etapa única e transferência de material com micron e sub-micron-resolução. Neste artigo, apresentamos o uso de LIFT como uma técnica de bater para embalagem flip-chip vertical-cavidade emissores de superfície lasers (VCSELs) em uma escala de chip. Flip-chip é uma tecnologia-chave na embalagem e integração de componentes eletrônicos e optoeletrônicos (OE) do sistema. A fim de alcançar a integração densa de componentes de ligação passo fino é essencial. Embora passo fino de ligação foi demonstrada por algumas das técnicas padrão, mas há um vazio em termos de combinação, em conjunto as outras características importantes, tais como a flexibilidade, a relação custo-eficácia, rapidez, precisão e baixo da temperatura de processamento. A fim de atender a esses requisitos demonstramos método de ligação assistida-LIFT thermo-compressão para colagem passo fino de componentes OE.

Em LIFT, uma película fina de material a ser impresso (referido como o dador) é depositado sobre uma face de um substrato de suporte transparente ao laser (referido como transportador). A figura 1 ilustra o princípio básico desta técnica. Um pulso de laser incidente de intensidade suficiente é então focada na interface transportador-doador que proporciona a força de propulsão necessária para transmitir a transferir o pixel doador da zona irradiada para outro substrato (referido como o receptor) colocado em estreita proximidade.

LIFT foi relatada pela primeira vez em 1986 por Bohandy como uma técnica para imprimir linhas de cobre micronizadas para a reparação de danos foto-máscaras ^3. Desde a sua primeira demonstração desta técnica tem ganho grande interesse como uma tecnologia de fabricação de micro-nano para padronização de impressão e controlada de uma vasta gama de materiais, tais como cerâmica, nanotubos de carbono ^{4, 5} QDs ^6, as células vivas ^7, gráficoene ^8, para diversas aplicações, tais como bio-sensores ^9, OLEDs ^10, componentes optoeletrônicos ^11, sensores plasmonic ^12, orgânico-electronics ¹³ e colagem ^14,15 virar-chip.

LIFT oferece diversas vantagens sobre os Batendo e técnicas de colagem flip-de chips existentes, tais como simplicidade, rapidez, flexibilidade, custo-eficácia, de alta resolução e precisão para embalagem flip-chip componentes OE.

Protocol

1. assistida-LIFT flip-chip Bonding NOTA: Existem três etapas envolvidas na realização dos conjuntos de chips flip-assistida-lift, a saber-micro-colisão dos substratos, utilizando a técnica LIFT, anexando os chips optoeletrônicos aos substratos colidido com thermo-compressão método de colagem flip-chip e finalmente encapsulamento dos conjuntos ligados. Cada uma dessas etapas é discutido nas seções a seguir: Micro-batendo usando LIFT: Para a preparação dos doa…

Representative Results

A Figura 7 mostra uma curva típica LIV que foi registada a partir de um dos muitos flip-chip de aparas aglomeradas VCSEL. Um bom jogo entre a potência óptica de medição para o fornecedor citado valores indicados bom funcionamento do dispositivos vinculados pós-ligação. As curvas também foram registados ridade e pós-encapsulação e na comparação, verificou-se que o encapsulante não teve nenhum efeito sobre a funcionalidade do chip (como mostrado na Figura 7). Além disso, u…

Discussion

Neste artigo, demonstramos thermo-compressão flip-chip de ligação de chips VCSEL únicos usando uma técnica de gravação direta a laser chamado LIFT. As etapas de fabrico envolvidas montagem impressão das micro-saliências de índio para as almofadas de contacto do substrato, utilizando a técnica de elevador. Isto foi seguido por termo-compressão flip-chip de ligação de fichas VCSEL aos substratos batido e, finalmente, a sua encapsulação.

Confiabilidade elétrica, óptica e mecâ…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Laser source	3D MicroMac (3DMM)	2912-295
Photodetector	Newport	818 series
Source measurement unit	Keithley	2401
Power meter	Newport	1930
Underfill	Norlands	NOA 86
UV lamp	Omnicure	Series 1000 UV
Probe station	Cascade Microtech	model 42
Flip-chip bonder	Dr. Tresky	T-320 X