Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Понедельник, 18 ноября
 
 


Это интересно!

Новости


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Автомат установки компонентов поверхностного монтажа GXH-3: для тех, кто понимает и умеет считать

В статье рассмотрены конструктивные и функциональные особенности одного из самых удачных продуктов компании HITACHI  — автоматического манипулятора установки компонентов поверхностного монтажа GXH-3.

Автоматическая трафаретная печать — залог качества ваших изделий

Сегодня довольно часто в России можно встретить предприятия, которые используют ручные системы нанесения паяльной пасты, имея при этом современные высокопроизводительные автоматы установки компонентов и другое технологическое оборудование. На вопрос: «Почему не используете автоматический принтер?» слышен ответ: «Монтажник выполняет эту работу точно так же, как и автомат, в покупке такого дорогого оборудования нет необходимости». В данной статье хотелось бы рассказать о том, почему эта необходимость наступила.

Новое поколение установщиков компонентов

Если у вас многономенклатурное производство, и вы стремитесь постоянно наращивать объемы выпуска продукции, какими критериями следует руководствоваться при выборе нового оборудования? Максимальная гибкость? Минимальное время простоев? Или гарантированная рентабельность? Новые установщики компонентов серии MY100 компании MYDATA способны обеспечить все эти и многие другие требования.

 

15 мая

Передовые процессы литографии для современного микроэлектронного производства

Процесс сборки полупроводниковых компонентов становится ключевым в производстве интегральных схем и МЭМС следующего поколения. Технологии выполнения компонентов на полупроводниковых пластинах и формирование на пластине топологий с высокой плотностью получают все большее распространение. Так, технология сборки функциональных модулей на пластине, включающая нанесение золотых контактных выводов, трафаретное нанесение шариковых припойных выводов, получение различных функциональных слоев, обеспечивает высокую гибкость производства различных ИС и МЭМС и потому нашла сегодня самое широкое применение. Обычно такие приложения включают работу с толстыми пленками фоторезиста толщиной до 200 мкм или экспонирование конформных пленок на топографии пластины. Причем наилучшие результаты при работе с толстыми пленками фоторезиста и высокую производительность обеспечивает экспонирование целой пластины.





Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.

Скрыть/показать html версию статьи
background image
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОНИКИ: ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
57
№ 4, 2008
технологии микроэлектроники
Процесс сборки полупроводниковых компонентов становится ключевым в производстве интегральных схем и
МЭМС следующего поколения. Технологии выполнения компонентов на полупроводниковых пластинах и формиро-
вание на пластине топологий с высокой плотностью получают все большее распространение. Так, технология сборки
функциональных модулей на пластине, включающая нанесение золотых контактных выводов, трафаретное нанесе-
ние шариковых припойных выводов, получение различных функциональных слоев, обеспечивает высокую гибкость
производства различных ИС и МЭМС и потому нашла сегодня самое широкое применение. Обычно такие приложения
включают работу с толстыми пленками фоторезиста толщиной до 200 мкм или экспонирование конформных пленок
на топографии пластины. Причем наилучшие результаты при работе с толстыми пленками фоторезиста и высокую
производительность обеспечивает экспонирование целой пластины.
ВВедение
Формирование необходимой топо-
логии на пластине базируется на тех-
нологиях фотолитографии, нанесения
и травления покрытий и термообра-
ботки. Эти процессы включают в себя
формирование на пластине металли-
ческих слоев, которые, в свою оче-
редь, служат основанием для посадки
контактных выводов. Пассивирую-
щий слой и металлическое основание
необходимы для получения высокой
адгезии и электрического контакта
между шариковыми контактными вы-
водами и подложкой. В стандартный
технологический процесс получе-
ния фоторезистивной структуры на
пластине входят очистка подложки,
нанесение фоторезиста, сушка, экс-
понирование, сушка после экспони-
рования, проявление и задубливание.
Шаги данного процесса проиллю-
стрированы на рисунке 1. Каждый шаг
обладает набором индивидуальных,
свойственных только этому процес-
су, параметров. После завершения
процессов фотолитографии выпол-
няется нанесение припоя или золота
гальваническим способом. Следую-
щим шагом является удаление фото-
резистивной маски, в результате чего
на поверхности остаются контактные
выступы. Окончательным шагом яв-
ляется термообработка пластины, при
которой происходит оплавление кон-
тактных выступов и придание им сфе-
рической формы.
В отличие от стандартных процес-
сов литографии, процессы литогра-
фии для микросборочных приложений
уникальны и основываются на при-
менении нестандартных толстых сло-
Алексей Чабанов
, старший инженер, отдел оборудования для микроэлектроники, ЗАО Предприятие ОСТЕК,
micro@ostec-smt.ru
Передовые процессы литографии для
современного микроэлектронного производства
ев фоторезиста с толщиной от 20 до
100 мкм, а также получении покрытий
фоторезиста с контролируемой толщи-
ной на наклонных плоскостях с углом
до 90° (см. рис. 2).
Функциональные слои для перерас-
пределения контактных выводов или
перераспределения контактных пло-
щадок, расположенных по периметру
компонента, в матрицу на плоскости
производятся с использованием слоев
полимера толщиной 5…10 мкм. Эти
слои могут функционировать так же,
как low-k-диэлектрические материа-
лы. К примеру, широко используемым
в качестве low-k-диэлектрика материа-
лом является бензоциклобутан.
требоВания к Процессу сборки
функциональных модулей на
Пластине
Нанесение толстых слоев фото-
резиста предполагает наличие специ-
альных требований к исполнительным
устройствам. Модули нанесения и про-
явления фоторезиста должны надежно
работать с резистами с высокой вязко-
стью. Устройства совмещения должны
точно и одинаково распознавать гео-
метрию изображения независимо от
толщины слоя резиста. Все это может
быть выполнено при использовании
принципа теневого экспонирования,
когда на маску падает параллельный
свет для исключения неточностей, свя-
занных с местоположением фокальной
точки излучения.
Другая важная задача — это воз-
можность прецизионного совмеще-
ния пластины с маской, т.к. толстый
слой фоторезиста не позволяет одно-
временно удерживать в фокусе микро-
скопа и системы совмещения и маску,
и пластину. В число основных требо-
ваний к процессу литографии с ис-
пользованием совмещения с микро-
зазором входят:
– высокая степень равномерности
излучения экспонирования по всей
площади пластины;
– строго определенный диапазон
длин волн, соответствующий исполь-
зуемому типу фоторезиста;
– субмикронные точности совме-
щения (даже для пластин, покрытых
толстыми фоторезистивными слоями);
Рис. 1. Этапы фотолитографии на примере пластины с позитивным фоторезистом
background image
Тел.: (495) 741-77-01
58
www.elcp.ru
технологии микроэлектроники
– равномерный зазор между маской
и пластиной во время экспонирования.
1. клиновая компенсация
В целях точной передачи рисунка
с фотошаблона на фоторезист маска и
поверхность пластины должны быть
строго параллельны друг другу. Это
может быть реализовано при помощи
внешней измерительной станции, опре-
деляющей толщину и клиновидность
пластины, или посредством полного
или частичного контакта между маской
и пластиной с последующей подстрой-
кой необходимого микрозазора. При
бесконтактной клиновой компенсации
поверхность фоторезиста не контакти-
рует со слоем металлизации на фотоша-
блоне, существенно снижая его износ и
увеличивая время жизни фотошаблона.
Это позволяет клиновой компенсации
считаться единственным методом, при-
годным для любого крупносерийного
производства.
2. Прецизионная система совмещения
Для качественной передачи изо-
бражения фотошаблон должен быть
точно совмещен относительно имею-
щейся топографии на пластине с по-
мощью системы технического зрения.
Картинка, поступающая с камер си-
стемы технического зрения, программно
обрабатывается на предмет поиска за-
данных меток для совмещения. В целях
достижения высочайшей точности и на-
дежности интеллектуальное программ-
ное обеспечение системы распознава-
ния образов переводит картинку в набор
векторов, которые и используются в ка-
честве базы для совмещения. Образы для
совмещения с незначительной разницей
в цвете, ориентации, деформированные
реперные знаки могут также использо-
ваться для точного совмещения.
Режим совмещения с большим за-
зором — это усовершенствованный
процесс стандартного совмещения по
верхней стороне.
Данные о положении маски про-
граммно снимаются при помощи верх-
него микроскопа, далее пластина точ-
но поднимается на уровень маски. В
результате пластина попадает в фокус
микроскопа совмещения и сохраненные
данные о положении маски служат для
совмещения по ним реального рисунка
пластины. По сравнению с совмещением
по верхней стороне, где маска и рисунок
пластины должны распознаваться одно-
временно, метод совмещения с большим
зазором не ограничен глубиной фокуса
объектива и его увеличением.
Для совмещения по обратной сто-
роне реперные знаки нанесены на ниж-
нюю сторону пластины или керамиче-
ской подложки. Данные о положении
маски сохраняются, и рисунок пласти-
ны совмещается относительно них. При
использовании метода совмещения по
верхней стороне возможно достигнуть
точности 1 мкм при 3
σ для пластин с
толщиной слоя фоторезиста максимум
20 мкм. Данные ограничения не рас-
пространяются на метод совмещения с
большим зазором. Этот метод позволя-
ет получить точность <1 мкм при 3
σ при
совмещении пластин со слоем фоторе-
зиста толщиной до 500 мкм. Представ-
ленные выше методы совмещения по-
казаны на рисунке 3.
3. уф-экспонирование
После совмещения пластины с
маской проводится процесс экспони-
рования. В качестве источников из-
лучения используются ртутные лампы
высокого давления (для фоторезистов,
чувствительных к ближнему УФ, диа-
пазон длин волн 280…450 нм) или ртут-
ные/ксеноновые лампы мощностью
350…5000 Вт (для фоторезистов, чув-
ствительных к дальнему УФ, диапазон
длин волн 200…280 нм). Область спек-
тральной сенсибилизации для стан-
дартных толстопленочных фоторези-
стов находится в пределах 350…450 нм,
куда входят источники излучения Hg-
i-line (~365 нм), Hg-h-line (~405 нм)
и Hg-g-line (~435 нм). Для подбора
различных диапазонов длин волн для
фоторезистов различной чувствитель-
ности (I, h-line, I, h, g-line, g, h-line)
используются наборы специальных
фильтров. Устройство совмещения
должно автоматически отслеживать и
компенсировать постоянное уменьше-
ние интенсивности экспонирующего
излучения, вызванное старением ламп.
Для достижения уровня производи-
тельности в 60—110 пластин в час при
работе с 200 мм и 300 мм пластинами
требуется использование источника
излучения мощностью 5000 Вт. В целях
достижения равномерного облучения
пластины однородность излучения
должна составлять ±3—5% по всей об-
ласти пластины. Основным требова-
нием, предъявляемым к оборудованию
для сборки компонентов, является
легкая переналадка между различными
приложениями (различными типами и
толщинами слоев фоторезиста, раз-
личными зазорами между пластиной
и маской), которая не должна вклю-
чать сложную замену или переналад-
ку оптической системы в целом. На-
стройка источника излучения должна
обеспечивать получение боковых сте-
нок рельефа с углами до 90° в 100 мкм
слое фоторезиста и высокую четкость в
тонких (до 0,5 мкм) слоях фоторезиста,
независимо от настроек.
4. Применение в различных областях
Требования многих современ-
ных производств к оборудованию за-
ключаются в его гибкости и быстрой
переналадке. Все это в полной мере
относится к оборудованию для сбор-
ки полупроводниковых компонен-
тов, поэтому переналадка между раз-
личными размерами пластин (50 мм,
75 мм, 100 мм, 150 мм, 200 мм, 300 мм)
или подложками нестандартных форм
(прямоугольные подложки, отдельные
компоненты и т.д.), осуществляемая в
течение нескольких минут, во многих
случаях является очень важным фак-
тором. Другие параметры подложек,
такие как толщина (тонкие и сверх-
тонкие подложки), изогнутость (до
2000 мкм), деформированные или
хрупкие пластины требуют сложных
держателей с вакуумной фиксацией,
системой клиновой компенсации и
отличной передачей изображения при
экспонировании.
Заключение
Технология сборки функциональ-
ных модулей на пластине требует ис-
пользования слоев фоторезиста с
толщинами до 500 мкм. Для работы с
такими толщинами фоторезистивных
слоев применяется специальное обо-
рудование для нанесения и контакт-
Рис. 2. Грань рельефа пластины с углом
наклона 85° для нанесения пленки
фоторезиста Shipley 5740 толщиной 39 мкм
для выполнения совмещения с микрозазором
background image
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОНИКИ: ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
59
№ 4, 2008
технологии микроэлектроники
ного или бесконтактного совмеще-
ния. Всем этим условиям полностью
соответствуют системы австрийской
компании EV Group — мирового лиде-
ра в области производства систем для
чистки полупроводниковых пластин
и подложек, нанесению и проявле-
нию фоторезиста, одностороннего/
двухстороннего совмещения и экс-
понирования, сварки пластин и на-
ноимпринтной литографии. В номен-
клатуре производимого компанией EV
Group оборудования имеются системы
для работы с подложками любых форм
и с пластинами диаметром до 300 мм,
с различной степенью автоматизации
и производительностью от опытно-
конструкторского до крупносерийно-
го производства. На рисунке 4 пред-
ставлены автоматическая установка
совмещения и экспонирования EVG
IQ Aligner в комплектации для крупно-
серийного производства (см. рис. 4а), а
также установка одностороннего/двух-
стороннего совмещения и экспониро-
вания с роботизированным модулем
загрузки/выгрузки пластин EVG620
для опытно-конструкторского произ-
водства (см. рис. 4б). Представителем
компании EV Group в России и стра-
нах СНГ является ЗАО Предприятие
Остек, которое осуществляет поставку,
технологическую поддержку и сервис-
ное обслуживание полного спектра
оборудования, производимого этой
компанией.
Рис. 3. Метод оптического совмещения по верхней стороне для пластин с тонким слоем фоторезиста и методы совмещения с большим
зазором и совмещения по нижней стороне для пластин с толстым слоем фоторезиста
Рис. 4. Передовая автоматическая установка совмещения и экспонирования для
пластин диаметром до 300 мм EVG IQ Aligner
(а) для крупносерийного производства
и
(б) ручная установка одностороннего/двухстороннего совмещения и экспонирования
с роботизированным модулем загрузки/выгрузки пластин EVG620
а)
б)
background image
Тел.: (495) 741-77-01
60
www.elcp.ru
технологии микроэлектроники
ноВости рынка
По данным немецкой ассоциации ZVEI (German Electrical
and Electronic Manufacturers Association) и Ассоциации про-
изводителей печатных плат VdL (Association of the Circuit
Board Industry in Germany ) в 2007 году в мире было продано
печатных палат на сумму $51,5 млрд., что на 8,7% больше
по сравнению с предыдущим годом. Аналитики считают, что
этот тренд сохранится и в нынешнем году.
73% мирового рынка занимают китайские, японские и
южно-азиатские фирмы. Американский рынок PCB вырос
на 3,3% и составил $6,3 млрд. В прошлом году европейцы
впервые опередили американцев, реализовав печатных
плат $6,4 млрд. при росте на 14,3% и заняв 12,4% мирового
рынка.
Наибольший рост 31% в 2007 г. показал в Европе сег-
мент промышленной электроники. Сегмент медицинской
электроники вырос на 12%, военной электроники – на 9%.
На рынке печатных плат в Европе лидирует Германия, ко-
торая произвела в прошлом году более 40% всех плат. Все-
го в отрасли функционирует 80 предприятий, на которых за-
нято 9220 работников и которые произвели в прошлом году
печатных плат на сумму 1,04 млрд. евро. Общая емкость
рынка печатных плат составляет 1,445 млрд. евро.
По словам д-ра Вольфганга Бохтлера, председателя VdL,
компании продолжат выпуск гибких и нестандартных печат-
ных плат по специальным заказам. Для таких фирм факто-
ром успеха являются близость к заказчикам и отлаженная
логистика.
www.russianelectronics.ru
мировой рынок печатных плат в 2007 г — рост 9%
ноВости рынка
По данным немецкой ассоциации ZVEI (German Electrical
and Electronic Manufacturers Association) и Ассоциации произ-
водителей печатных плат VdL (Association of the Circuit Board
Industry in Germany ) в 2007 году в мире было продано пе-
чатных палат на сумму $51,5 млрд., что на 8,7% больше по
сравнению с предыдущим годом. Аналитики считают, что этот
тренд сохранится и в нынешнем году.
73% мирового рынка занимают китайские, японские и
южно-азиатские фирмы. Американский рынок PCB вырос на
3,3% и составил $6,3 млрд. В прошлом году европейцы впер-
вые опередили американцев, реализовав печатных плат $6,4
млрд. при росте на 14,3% и заняв 12,4% мирового рынка.
Наибольший рост 31% в 2007 г. показал в Европе сегмент
промышленной электроники. Сегмент медицинской электро-
ники вырос на 12%, военной электроники – на 9%.
На рынке печатных плат в Европе лидирует Германия,
которая произвела в прошлом году более 40% всех плат.
Всего в отрасли функционирует 80 предприятий, на кото-
рых занято 9220 работников и которые произвели в про-
шлом году печатных плат на сумму 1,04 млрд. евро. Об-
щая емкость рынка печатных плат составляет 1,445 млрд.
евро.
По словам д-ра Вольфганга Бохтлера, председателя VdL,
компании продолжат выпуск гибких и нестандартных печат-
ных плат по специальным заказам. Для таких фирм фактором
успеха являются близость к заказчикам и отлаженная логи-
стика.
www.russianelectronics.ru
мировой рынок печатных плат в 2007 г — рост 9%
ноВости технологий
Компания Oki Electric Cable представила технологию
изготовления трехмерных печатных плат 3D FPC (Three-
dimensional Flexible Printed Circuit Cable Board).
При изготовлении плат используется новый материал,
отличный от того, который обычно применяют при изготов-
лении гибких плат. Новый полимер позволяет придавать
ленте любую форму, сворачивать ее в спираль, укла-
дывать вдоль криволинейных поверхностей при любых
узлах.
Используя новый материал, можно изготавливать печат-
ные платы размером до 500 × 230 мм, толщиной 110 мкм и
с медными проводниками шириной до 50 мкм. Платы имеют
достаточную жесткость и способны выдерживать нагрузку до
500 мН.
Разработка выполнена при участии компании NOF, предло-
жившей полимер, обеспечивающий плате необходимые элек-
трические и механические свойства. Малая индуктивность
плат (диэлектрическая постоянная 2,5 и тангенс угла потерь
0,001) позволяет использовать их в высокочастотных схемах.
Это не единственная технология создания 3D печатных
плат. Недавно компания LPKF Laser & Electronics AG предло-
жила свое решение этой проблемы.
www.russianelectronics.ru
Печатные платы 3D-конфигурации от Oki Electric Cable
Оцените материал:

Автор: Алексей Чабанов, старший инженер, отдел оборудования для микроэлектроники, ЗАО Предприятие ОСТЕК, micro@ostec-smt.ru



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2019 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты