Transferencia Forward inducida por láser para Flip-chip de embalaje de muñones individuales

Summary

Se demuestra el uso de la transferencia (LIFT) técnica Forward inducida por láser para el montaje flip-chip de componentes optoelectrónicos. Este enfoque proporciona una, rentable y de baja temperatura simple, solución rápida y flexible para chocar de paso fino y unión en el chip escala para alcanzar circuitos de alta densidad para aplicaciones optoelectrónicas.

Abstract

Flip-chip (FC) de envasado es una tecnología clave para la realización de alto rendimiento, circuitos de ultra miniaturizado y de alta densidad en la industria microelectrónica. En esta técnica el chip y / o el sustrato es golpeado y los dos están unidos a través de estos topes conductores. Muchas de las técnicas que chocan se han desarrollado e intensamente investigado desde la introducción de la tecnología FC en 1960 ^1, tales como la impresión de la plantilla, golpes espárrago, la evaporación y electrolítico / galvanoplastia ^2. A pesar del progreso que estos métodos han hecho todos ellos sufren de una o más de uno inconvenientes que deben abordarse tales como el costo, las etapas de procesamiento complejas, las temperaturas altas de procesamiento, el tiempo de fabricación y lo más importante la falta de flexibilidad. En este trabajo se demuestra una protuberancia técnica simple y rentable basado en láser que forma conocida como inducida por láser Transferencia Forward (LIFT) ^3. Utilizando la técnica LIFT una amplia gama de materiales bump puede be impreso en un solo paso con gran flexibilidad, alta velocidad y precisión a TA. Además, LIFT permite al chocar y unión a chip de escala, lo cual es fundamental para la fabricación de circuitos de ultra-miniatura.

Introduction

Laser-inducida Transferencia Forward (LIFT) es un directo escribir método de fabricación aditiva versátil para definición del patrón de un solo paso y de transferencia de material con micrones y sub micrones de resolución. En este trabajo, nos informe el uso de LIFT como técnica chocar para el envasado flip-chip de cavidad vertical de emisión de superficie láseres (VCSEL) en una escala de chip. Flip-chip es una tecnología clave en envases sistema y la integración de (OE) componentes electrónicos y optoelectrónicos. Con el fin de lograr la integración densa de los componentes de unión de paso fino es esencial. Aunque unión paso fino ha sido demostrado por algunas de las técnicas estándar, pero hay un vacío en términos de combinar juntos las otras características importantes tales como la flexibilidad, la rentabilidad, la velocidad, la precisión y la baja temperatura de procesamiento. Con el fin de cumplir con estos requisitos demostramos método de unión LIFT-asistida termo-compresión para la unión de paso fino de los componentes de OE.

En LIFT, una película delgada de material a ser impreso (denominado el donante) se deposita sobre una cara de un sustrato de soporte transparente al láser (referido como el portador). La Figura 1 representa el principio básico de esta técnica. Un pulso de láser incidente de suficiente intensidad se centra entonces en la interfaz carrier-donante que proporciona la fuerza propulsora necesaria para reenviar transferir el pixel de donantes de la zona irradiada sobre otro sustrato (referido como el receptor) situado en las proximidades.

LIFT se informó por primera vez en 1986 por Bohandy como una técnica para imprimir las líneas de cobre de tamaño micrométrico para la reparación de daños foto-máscaras ^3. Desde su primera demostración de esta técnica ha ganado un interés significativo como una tecnología de fabricación de micro-nano para el patrón controlado y la impresión de una amplia gama de materiales tales como la cerámica, ⁴ CNTs ^{5, 6} puntos cuánticos, las células vivas ^7, gráficoeno ^8, para diversas aplicaciones tales como biosensores ^9, OLEDs ^10, componentes optoelectrónicos ^11, sensores plasmónicas ^12, orgánico-electrónica ¹³ y la unión ^14,15 flip-chip.

LIFT ofrece varias ventajas sobre los golpes y técnicas de unión flip-chip existentes, como la simplicidad, velocidad, flexibilidad, rentabilidad, alta resolución y precisión para el envasado de flip-chip de componentes de equipo original.

Protocol

1. Levante asistida flip-chip Bonding NOTA: Hay tres etapas involucradas en la realización de las asambleas flip-chip LIFT asistida, es decir, micro-golpes de los sustratos utilizando la técnica LIFT, adjuntando los chips optoelectrónicos a los sustratos chocaron con el método de unión flip-chip termo-compresión, y finalmente encapsulación de las asambleas de servidumbre. Cada una de estas etapas se discute en las siguientes secciones: Micro-chocar usando LIFT: Par…

Representative Results

La Figura 7 muestra una curva típica LIV que fue grabado de uno de los muchos flip-chip unidos chips de VCSEL. Una buena combinación entre la potencia óptica medida al proveedor citó valores indicados buen funcionamiento de los dispositivos enlazados post-unión. Las curvas también se registraron prioridad y después de la encapsulación y en la comparación se verificó que el encapsulante no tuvo ningún efecto sobre la funcionalidad de chip (como se muestra en la Figura 7). Tamb…

Discussion

En este trabajo, hemos demostrado termo-compresión flip-chip pegado de virutas VCSEL individuales utilizando una técnica de escritura directa con láser basado llamado LIFT. Las etapas de fabricación montaje involucrados impresión de los micro-golpes de indio en las zonas de contacto sustrato utilizando la técnica de ascensor. Esto fue seguido por termo-compresión flip-chip de unión de los chips de VCSEL a los sustratos golpeado y, finalmente, su encapsulación.

Eléctrico, óptico y …

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