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半導體制造是一場關(guān)于精度、可靠性與 scale 的終的極挑戰(zhàn)。從一枚晶圓到最終成型的芯片,每一個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。在這場高科技舞蹈中,美國Nordson(諾信) 的點膠 dispensing 技術(shù)并非配角,而是貫穿前后道、賦能尖的端芯片制造的 “關(guān)鍵工匠" 。它通過精確控制微升、納升甚至皮升級的各類流體,在微觀世界里構(gòu)建起保護、連接和散熱的橋梁。
盡管前道工藝以光刻、刻蝕為核心,但Nordson的點膠技術(shù)已在此環(huán)節(jié)扮演起重要角色。
晶圓級封裝(WLP)與臨時鍵合
應用:在先進的晶圓級封裝(如重新布線層-RDL、凸塊制作)中,需要在整片晶圓上涂覆光刻膠、PI聚酰亞胺等涂層。Nordson的高精度閥體配合負壓控制,能實現(xiàn)超均勻、無氣泡的涂層涂覆,確保光刻環(huán)節(jié)的圖形保真度。
臨時鍵合:對于需要超薄加工的晶圓,會將其與載板通過臨時鍵合膠粘接。Nordson設備能精確控制膠水的厚度和均勻性,并在加工完成后輔助完成解鍵合。
芯片粘貼(Die Attach) - 晶圓級:
在劃片之前,有時會采用 “晶圓級下填充(Wafer-Level Underfill)" 工藝。Nordson的點膠閥能在晶圓上預先精確涂布underfill材料,提升后續(xù)封裝效率。
封裝是點膠技術(shù)應用最的廣泛、最核心的環(huán)節(jié)。Nordson在此領(lǐng)域的解決方案幾乎覆蓋所有關(guān)鍵工藝。
1. 芯片粘貼(Die Attach)
場景:將切割好的晶粒(Die)粘貼到基板或引線框架上。
諾信的貢獻:使用Nordson螺桿泵點膠系統(tǒng),精確點涂環(huán)氧樹脂導電膠/絕緣膠或焊錫膏。其卓的越的一致性確保了芯片的粘接強度和導熱/導電性能,避免了空洞和溢膠,這對于芯片的散熱和電氣連接至關(guān)重要。
2. 底部填充(Underfill)
場景:主要用于倒裝芯片(Flip-Chip) 技術(shù)。CPU、GPU等高的端芯片通過凸點直接與基板連接,其底部存在微小間隙。
諾信的貢獻:Underfill膠水需要完的全填充這個間隙,形成一層保護,并吸收不同材料熱脹冷縮產(chǎn)生的應力,防止焊點開裂。Nordson的噴射閥(Jet Valve) 技術(shù)在此大放異彩,它能以非接觸方式,高速、精準地將膠水注入芯片邊緣,依靠毛細作用自動填滿整個底部空間,可靠性和效率極的高。
3. 塑封(Molding)前的保護——芯片封裝(Potting)與密封
場景:對某些敏感區(qū)域或芯片進行局部保護性封填。
諾信的貢獻:Nordson設備可精準控制高粘度環(huán)氧樹脂的量和位置,實現(xiàn)局部加固和保護,避免在后續(xù)轉(zhuǎn)移模塑(Transfer Molding)過程中損壞精細的金線或芯片。
4. 成型后涂覆(Post-Mold Coating)
場景:在塑封體完成后,有時需要在表面特定區(qū)域涂覆保護性材料。
諾信的貢獻:提供精確的圖案化涂覆,保護特定區(qū)域免受后續(xù)工藝(如激光打標)影響,或增強局部可靠性。
5. 三防漆涂覆(Conformal Coating)
場景:對已完成封裝的芯片或整個PCB板噴涂一層薄薄的保護漆,用以防潮、防腐蝕、防灰塵。
諾信的貢獻:Nordson擁有全套的Conformal Coating涂覆系統(tǒng),包括選擇性噴涂閥、超聲波閥等,能實現(xiàn)極的高精度的圖案化噴涂,完的美覆蓋需要保護的區(qū)域,同時避開連接器等不需涂覆的部位。
6. 導熱界面材料(TIM)涂布
場景:在芯片封裝頂部與散熱器(Heat Sink)之間,需要填充導熱硅脂或凝膠,以排除空氣,實現(xiàn)高效散熱。
諾信的貢獻:Nordson的點膠機能夠精確控制TIM材料的形狀(如點狀、十字形、網(wǎng)狀)和厚度,確保最的優(yōu)的導熱效果和最小的材料浪費,這對于解決高性能芯片的“發(fā)熱"問題至關(guān)重要。
極的高的精度與重復性:處理納升級流體,CV值(變異系數(shù))極低,確保每個芯片得到的材料量完的全一致,保障良率。
廣泛的流體處理能力:從低粘度的溶劑到填充的高粘度環(huán)氧樹脂,都能穩(wěn)定可控地輸出。
先進的閥技術(shù):
螺桿泵:適用于高粘度、含填料的流體,精度極的高。
噴射閥(Jet):非接觸式點膠,速度快,適合不規(guī)則表面和微間距應用(如Underfill)。
壓力時間閥:適合中低粘度流體,經(jīng)濟高效。
與自動化完的美集成:能夠無縫集成到全自動封裝產(chǎn)線中,與貼片機、焊線機、光學檢測設備等協(xié)同工作,實現(xiàn)高效率生產(chǎn)。
穩(wěn)定性與可靠性:工業(yè)級的耐用設計,保證7x24小時連續(xù)穩(wěn)定運行,滿足半導體產(chǎn)線對 uptime 時間的嚴苛要求。
在美國Nordson諾信點膠機的賦能下,看似普通的膠水、環(huán)氧樹脂、硅脂被賦予了精確的使命。它就像是一位在微觀世界里作畫的精密流體大師,貫穿了從晶圓級預處理到芯片封裝成型的全過程。
沒有精準的點膠,就沒有可靠的封裝;沒有可靠的封裝,再精密的晶圓也無法成為一顆合格的芯片。 Nordson的技術(shù)正是確保了這種“精準"與“可靠",在幕后默默支撐著整個半導體產(chǎn)業(yè),讓從沙粒中誕生的集成電路,最終能夠強大、穩(wěn)定地驅(qū)動我們的數(shù)字世界。