Способ группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей

Изобретение относится к технологии производства многокристальных электронных модулей. В способе группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей изготавливают промежуточный носитель с зеркальным изображением знаков совмещения и временных посадочных мест кристаллов на рабочей стороне, закрепляют промежуточный носитель в установке контактной фотолитографии с системой совмещения так, чтобы рабочая сторона носителя была обращена вниз, на рабочий столик под соответствующее временное посадочное место выкладывают кристалл активной стороной вверх, позиционируют кристалл относительно знаков совмещения на промежуточном носителе, доводят его до контакта с носителем и фиксируют за счет адгезии клеевого слоя, повторяют фиксацию для других кристаллов, промежуточный носитель с необходимым набором кристаллов извлекают из установки контактной фотолитографии и фиксируют на заготовке микрокоммутационной платы, затем демонтируют промежуточный носитель с поверхности кристаллов. Технический результат изобретения - повышение технологичности процесса сборки многокристальных электронных модулей и точности позиционирования кристаллов относительно посадочных мест, а также выравнивание плоскостей активных поверхностей кристаллов с плоскостью верхней поверхности микрокоммутационной платы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Описание изобретения

Изобретение относится к радиоэлектронике, а точнее - к технологии производства многокристальных электронных модулей.

Изобретение предназначено для использования в процессе сборки трехмерных многокристальных электронных модулей при монтаже бескорпусных кристаллов в объем микрокоммутационной платы.

Известны следующие способы планарного внутреннего монтажа кристаллов [1], среди которых способ монтажа кристаллов с размерами контактных площадок более 80×80 мкм, заключающийся в размещении кристаллов вакуумным пинцетом в сквозных окнах групповой заготовки, лежащей на слое фоторезиста или полиимидной пленки, покрытой фотоотверждаемым лаком. Кристаллы нажатием фиксируются на фоторезисте или приклеиваются на слой фотолака с соблюдением единой плоскости расположения активных поверхностей кристаллов и лицевой поверхности групповой заготовки.

Недостатками этого способа являются невысокая точность позиционирования кристаллов в окнах групповой заготовки и невысокая технологичность процесса при необходимости монтажа в групповую подложку относительно большого количества кристаллов и компонентов.

Также известен способ монтажа кристалла в углубление, заключающийся в захвате кристалла специальным инструментом, ориентации его над углублением и запрессовывании кристалла в связующий материал на дне углубления до упора части плоского торца инструмента, выступающего за габариты кристалла, в установочную поверхность. При выравнивании активной поверхности кристалла с поверхностью, в которой выполнено углубление, запрессовка прекращается [2, 3].

Недостатками этого способа являются поштучный монтаж кристаллов и их непрогнозируемое смещение при полимеризации связующего материала.

Технический результат изобретения - повышение технологичности процесса сборки многокристальных электронных модулей и точности позиционирования кристаллов относительно посадочных мест, а также выравнивание плоскостей активных поверхностей кристаллов с плоскостью верхней поверхности микрокоммутационной платы.

Для достижения этого технического результата предлагается следующий способ группового монтажа кристаллов (он иллюстрируется фиг.1-6):

1. Изготавливают промежуточный носитель 1 с зеркальным изображением знаков совмещения 2, 4 и временных посадочных мест кристаллов 3 на рабочей стороне. При этом в качестве промежуточного носителя используют эмульсионный или металлизированный стеклянный фотошаблон или стеклянную заготовку, на рабочей поверхности которой контрастным фоторезистом известными методами фотолитографии сформировано зеркальное изображение знаков совмещения 2, 4 и временных посадочных мест кристаллов 3. Также в качестве промежуточного носителя может быть использован листовой оптически прозрачный пластик, на котором известными методами лазерного гравирования сформировано зеркальное изображение знаков совмещения 2, 4 и временных посадочных мест кристаллов 3 (фиг.1).

2. На рабочую сторону промежуточного носителя локально на временные посадочные места кристаллов наносят технологический клей 5 пониженной липкости, при этом толщина клеевого слоя должна быть равномерной и минимально возможной (фиг.1).

3. Производят сушку клеевого слоя. Так, для клеевого состава типа Re-Mount, производства 3М, США, время естественной сушки при нормальных условиях составляет 60 мин.

4. Производят закрепление стеклянного носителя в установке контактной фотолитографии с системой совмещения. При этом рабочая сторона стеклянного носителя обращена вниз.

5. На рабочий столик установки контактной фотолитографии под соответствующее временное посадочное место выкладывают кристалл. При этом активная сторона кристалла обращена вверх.

6. Кристалл 6 позиционируют относительно знаков совмещения 4 на промежуточном носителе, доводят до контакта с носителем и фиксируют за счет адгезии клеевого слоя 5 (фиг.2). При этом достигается высокая точность совмещения кристалла с посадочным местом по осям x, y - не хуже ±1 мкм.

7. Операции, описанные в п.5 и п.6, выполняют повторно по количеству монтируемых кристаллов.

8. Промежуточный носитель с необходимым набором кристаллов извлекают из установки контактной фотолитографии.

9. На дно углублений посадочных мест 7 кристаллов на заготовке микрокоммутационной платы 8 дозатором наносят постоянный термопроводящий адгезив 9 (фиг.3).

10. Промежуточный носитель с зафиксированным набором кристаллов позиционируют относительно знаков совмещения 10 на заготовке микрокоммутационной платы, опускают до упора и фиксируют несколькими технологическими зажимами по периметру (фиг.4).

11. Производят вакуумную сушку адгезива и постоянную фиксацию кристаллов в объеме заготовки микрокоммутационной платы. При этом во время полимеризации адгезива кристаллы оставляют зафиксированными относительно посадочных мест на временном носителе, который, в свою очередь, закреплен относительно заготовки микрокоммутационной платы (фиг.5).

12. Производят демонтаж промежуточного носителя с поверхности кристаллов путем его вращения относительно плоскости заготовки микрокоммутационной платы. При этом все активные поверхности кристаллов оказываются выведенными в одну плоскость с верхней поверхностью микрокоммутационной платы (фиг.6).

13. Остатки технологического клеевого состава удаляют соответствующим растворителем. Так, для клеевого состава типа Re-Mount, производства 3М, США, очистку активной поверхности кристаллов проводят 1-2% раствором KOH, NaOH или более мягким раствором Na2CO3.

Промежуточный носитель, изготовленный из стеклянного фотошаблона, после отмывки и сушки может быть использован повторно.

Проведенные эксперименты показали, что предлагаемый способ «группового монтажа кристаллов позволяет снизить погрешность позиционирования каждого кристалла в горизонтальной плоскости до точности применяемого монтажного оборудования/приспособления (использование микроскопа и вакуумного пинцета - не хуже ±10 мкм, использование системы совмещения установки экспонирования - не хуже ±1 мкм)» [4].

Кроме того, минимизируется «вертикальное отклонение активной поверхности кристаллов от горизонтальной плоскости опорного слоя (все активные поверхности кристаллов оказываются выведенными в одну плоскость)» [5].

Источники информации

1. Назаров Е.С. Будущее нашей электроники - планарный внутренний монтаж // Технологии в электронной промышленности, 2010. №1. С.9-11.

2. Патент РФ №2136078. Способ монтажа кристалла полупроводникового прибора.

3. Патент US №6261492 B1, 17.07.1999, WO 98/15974. Method for fitting а semiconductor chip.

4. Разработка базовой технологии интеграции 3Д-микросхем для выпуска перспективных изделий радиоэлектроники. Технический проект ОКР «Монтаж 3Д», п.6. ОАО «Концерн «Вега». 2012.

5. Там же.

1. Способ группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей, заключающийся в том, что изготавливают промежуточный носитель с зеркальным изображением знаков совмещения и временных посадочных мест кристаллов на рабочей стороне, на временные посадочные места наносят слой технологического клея пониженной липкости равномерной и минимально возможной толщины, производят сушку клеевого слоя; закрепляют промежуточный носитель в установке контактной фотолитографии с системой совмещения так, чтобы рабочая сторона носителя была обращена вниз; на рабочий столик этой установки под соответствующее временное посадочное место выкладывают кристалл активной стороной вверх, позиционируют кристалл относительно знаков совмещения на промежуточном носителе, доводят его до контакта с носителем и фиксируют за счет адгезии клеевого слоя, достигая при этом точности совмещения кристалла с посадочным местом по осям x, y не хуже ±1 мкм; повторяют все это для других кристаллов; промежуточный носитель с необходимым набором кристаллов извлекают из установки контактной фотолитографии, на дно углублений посадочных мест кристаллов на заготовке микрокоммутационной платы дозатором наносят термопроводящий адгезив, промежуточный носитель с зафиксированным набором кристаллов позиционируют относительно знаков совмещения на заготовке микрокоммутационной платы, опускают до упора и фиксируют; производят вакуумную сушку адгезива и постоянную фиксацию кристаллов в объеме заготовки микрокоммутационной платы, затем демонтируют промежуточный носитель с поверхности кристаллов путем его вращения относительно плоскости заготовки микрокоммутационной платы, обеспечивая выведение всех активных поверхностей кристаллов в одну плоскость с верхней поверхностью микрокоммутационной платы, а остатки технологического клеевого состава удаляются соответствующим растворителем.

2. Способ группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей по п.1, отличающийся тем, что в качестве промежуточного носителя используется эмульсионный или металлизированный стеклянный фотошаблон.

3. Способ группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей по п.1, отличающийся тем, что в качестве промежуточного носителя используется листовой оптически прозрачный пластик.

4. Способ группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что в качестве установочной поверхности для кристаллов используют поверхность подложки печатной платы или поверхность основания микрокоммутационной платы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии монтажа кристаллов бескорпусных транзисторов. Техническим результатом изобретения является повышение качества монтажа кристаллов бескорпусных транзисторов за счет уменьшения пустот в присоединительном слое.

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано для стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии изготовления нелинейных полупроводниковых резисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

Изобретение относится к области термоэлектрического приборостроения и может быть использовано при изготовлении термоэлектрических устройств, основанных на эффектах Пельтье или Зеебека, прежде всего холодильных термоэлектрических устройств, а также термоэлектрических генераторов электроэнергии.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении гибридных микросборок и полупро- водниковых приборов. .

Изобретение относится к технологии присоединения элемента интегральной схемы (чип) к поверхности, которая содержит проводящие рисунки. Технический результат - создание способа и устройства для быстрого, плавного и надежного подключения чипа к печатной проводящей поверхности за счет точечного характера передачи тепла и приложения давления к поверхности в точках контакта. Достигается это тем, что сначала чип (201) нагревают до первой температуры, более низкой, чем температура, которую чип может выдерживать без повреждения под действием тепла. Нагретый чип прижимают к печатной проводящей поверхности с первым прижимающим усилием. Совместного воздействия первой температуры и первого прижимающего усилия достаточно для того, чтобы, по меньшей мере, частично расплавить материал печатной проводящей поверхности и/или соответствующей точки контакта на чипе (205, 206). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для поверхностного монтажа микроэлектронных компонентов в многокристальные модули, микросборки и модули с внутренним монтажом компонентов. Технический результат - уменьшение трудоемкости и повышение надежности микроэлектронных узлов, снижение их массогабаритных параметров. Достигается тем, что в металлической круглой пластине по заданным координатам формируют отверстия под бескорпусные кристаллы. На одну из внешних поверхностей металлической круглой пластины натягивают липкую ленту липкой стороной внутрь пластины. Бескорпусные кристаллы устанавливают по заданным координатам контактными площадками на поверхность липкой ленты, герметизируют, отделяют липкую ленту. Наносят полиимидный фотолак, формируют в нем отверстия. Проводят коммутацию методом вакуумного напыления металлов через тонкую съемную маску или используют процессы фотолитографии после вакуумно-плазменного осаждения металлов. Повторно наносят слой диэлектрика и формируют в нем окна. Наносят последний слой металлизации, формируют коммутацию с контактными площадками и устанавливают чип компоненты. 7 ил.

Изобретение относится к бесконтактному переносу и сборке компонентов с использованием лазера. В способе избирательного лазерно-стимулированного переноса кристаллов перенос с прозрачного для лазерного излучения носителя на приемную подложку осуществляют на основе режима образования вздутия многослойного динамически отделяющегося слоя при облучении сфокусированным лазерным импульсом(ами) с низкой энергией, в результате чего вздутие вызывает перенос изделия. Такое перемещение дает точные результаты по расположению с незначительным боковым и угловым смещением. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 9 ил, 1 табл.

Изобретение относится к микроэлектронным устройствам, которые включают в себя многоярусные микроэлектронные кристаллы, встроенные в микроэлектронную подложку. Согласно изобретению по меньшей мере один первый микроэлектронный кристалл прикреплен ко второму микроэлектронному кристаллу, при этом между вторым микроэлектронным кристаллом и по меньшей мере одним первым микроэлектронным кристаллом размещен материал для неполного заполнения, микроэлектронные кристаллы заделаны в микроэлектронную подложку, а микроэлектронная подложка содержит первый наслаиваемый слой и второй наслаиваемый слой, между которыми образована граница раздела, причем граница раздела примыкает к материалу для неполного заполнения границы раздела, или первому микроэлектронному кристаллу, или второму микроэлектронному кристаллу. Изобретение обеспечивает повышение плотности упаковки микроэлектронного устройства. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил. .

Изобретение относится к области изготовления электронной аппаратуры с применением многослойных печатных плат (МПП). Технический результат - создание конструкции печатной платы (ПП) с встроенными активными и пассивными бескорпусными электро-радиоизделиями (ЭРИ), не подвергающимися воздействию высоких температур и давления, позволяющей устанавливать ЭРИ высотой в сотни микрон и, как следствие, повышенной емкости и мощности. Достигается тем, что конструкция ПП включает одно- или многослойное основание и трассировочный набор (ТН), изготовленные из стеклотекстолита фольгированного и препрега, при этом высота слоев ТН превышает высоту наибольшего бескорпусного ЭРИ не менее чем на 0,2 мм. В МПП имеются одна или несколько полостей, внутри которых на топологии установлены и герметизированы безусадочным компаундом бескорпусные ЭРИ, которые сопрягаются металлизированными отверстиями с корпусированными ЭРИ на обороте основания и верхнем слое ТН. При изготовлении ПП в ТН создаются технологические окна. При сборке МПП последовательно выкладываются сначала слои основания, а затем слои ТН с последующим прессованием, после которого создаются металлизированные отверстия. Корпусированные ЭРИ устанавливаются с одной или двух сторон МПП после полного отверждения безусадочного компаунда. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к производству радиоаппаратуры с использованием микросхем. Устройство для формовки выводов микросхемы содержит размещенные на общем основании узел центровки положения корпуса микросхемы, манипулятор для захвата пространственно сориентированного в узле центровки корпуса микросхемы, узел перемещения пространственно сориентированной в узле центровки микросхемы для подачи ее в узел для формовки и обрезки выводов. Узел центровки положения корпуса микросхемы выполнен в виде двух центрирующих губок с угловыми выемками, обращенными навстречу друг другу и подпружиненными для перемещения этих губок навстречу друг другу, и содержит связанный с одной из центрирующих губок рычажок для разведения этих губок для расположения корпуса микросхемы между ними. Манипулятор содержит захватный орган, распложенный с возможностью поворота на вертикально ориентированной оси, проходящей через геометрический центр проекции корпуса микросхемы в плане при ее расположении в узле центровки, который выполнен в виде двух разнесенных в вертикальном направлении губок, имеющих возможность охвата корпуса микросхемы сверху и снизу и перемещения навстречу друг другу до контакта с поверхностями корпуса микросхемы при повороте в одну сторону и перемещении корпуса к узлу для формовки и обрезки выводов при повороте в другую сторону. Узел для формовки и обрезки выводов представляет собой расположенную на основании матрицу с участком поверхности для укладки выводов микросхемы с одной стороны корпуса, несущую ступенчатый участок для изгиба выводов, и пуансон, несущий формовочный орган в виде трех пластин, одна из которых выполнена с возможностью прижатия выводов, прилегающих к корпусу, к поверхности для укладки выводов микросхемы, другая - для изгиба выводов на ступенчатом участке матрицы, а третья, выполненная со скошенным концом, - для обрезки концов изогнутых выводов, при этом пуансон выполнен с приводом перемещения в направлении к выводам микросхемы для последовательного перемещения сначала перовой пластины, затем поочередно второй и третьей пластин. Изобретение обеспечивает повышение качества формования выводов и возможность формовки и обрубки микросхем разных типов корпусов и выводов. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к технологии производства многокристальных электронных модулей. В способе группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей изготавливают промежуточный носитель с зеркальным изображением знаков совмещения и временных посадочных мест кристаллов на рабочей стороне, закрепляют промежуточный носитель в установке контактной фотолитографии с системой совмещения так, чтобы рабочая сторона носителя была обращена вниз, на рабочий столик под соответствующее временное посадочное место выкладывают кристалл активной стороной вверх, позиционируют кристалл относительно знаков совмещения на промежуточном носителе, доводят его до контакта с носителем и фиксируют за счет адгезии клеевого слоя, повторяют фиксацию для других кристаллов, промежуточный носитель с необходимым набором кристаллов извлекают из установки контактной фотолитографии и фиксируют на заготовке микрокоммутационной платы, затем демонтируют промежуточный носитель с поверхности кристаллов. Технический результат изобретения - повышение технологичности процесса сборки многокристальных электронных модулей и точности позиционирования кристаллов относительно посадочных мест, а также выравнивание плоскостей активных поверхностей кристаллов с плоскостью верхней поверхности микрокоммутационной платы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх