精密流体的艺术:美国Nordson诺信点胶机在半导体晶圆到封装中的关键作用
半导体制造是一场关于精度、可靠性与 scale 的终极挑战。从一枚晶圆到最终成型的芯片,每一个环节都至关重要。在这场高科技舞蹈中,美国Nordson(诺信) 的点胶 dispensing 技术并非配角,而是贯穿前后道、赋能尖端芯片制造的 “关键工匠” 。它通过精确控制微升、纳升甚至皮升级的各类流体,在微观世界里构建起保护、连接和散热的桥梁。
一、 前道晶圆制造(FEOL)中的精密铺垫
尽管前道工艺以光刻、刻蚀为核心,但Nordson的点胶技术已在此环节扮演起重要角色。
晶圆级封装(WLP)与临时键合
应用:在先进的晶圆级封装(如重新布线层-RDL、凸块制作)中,需要在整片晶圆上涂覆光刻胶、PI聚酰亚胺等涂层。Nordson的高精度阀体配合负压控制,能实现超均匀、无气泡的涂层涂覆,确保光刻环节的图形保真度。
临时键合:对于需要超薄加工的晶圆,会将其与载板通过临时键合胶粘接。Nordson设备能精确控制胶水的厚度和均匀性,并在加工完成后辅助完成解键合。
芯片粘贴(Die Attach) - 晶圆级:
在划片之前,有时会采用 “晶圆级下填充(Wafer-Level Underfill)” 工艺。Nordson的点胶阀能在晶圆上预先精确涂布underfill材料,提升后续封装效率。
二、 后道封装(BEOL)中的核心应用:诺信的主战场
封装是点胶技术应用最广泛、最核心的环节。Nordson在此领域的解决方案几乎覆盖所有关键工艺。
1. 芯片粘贴(Die Attach)
场景:将切割好的晶粒(Die)粘贴到基板或引线框架上。
诺信的贡献:使用Nordson螺杆泵点胶系统,精确点涂环氧树脂导电胶/绝缘胶或焊锡膏。其卓越的一致性确保了芯片的粘接强度和导热/导电性能,避免了空洞和溢胶,这对于芯片的散热和电气连接至关重要。
2. 底部填充(Underfill)
场景:主要用于倒装芯片(Flip-Chip) 技术。CPU、GPU等高端芯片通过凸点直接与基板连接,其底部存在微小间隙。
诺信的贡献:Underfill胶水需要完全填充这个间隙,形成一层保护,并吸收不同材料热胀冷缩产生的应力,防止焊点开裂。Nordson的喷射阀(Jet Valve) 技术在此大放异彩,它能以非接触方式,高速、精准地将胶水注入芯片边缘,依靠毛细作用自动填满整个底部空间,可靠性和效率极高。
3. 塑封(Molding)前的保护——芯片封装(Potting)与密封
场景:对某些敏感区域或芯片进行局部保护性封填。
诺信的贡献:Nordson设备可精准控制高粘度环氧树脂的量和位置,实现局部加固和保护,避免在后续转移模塑(Transfer Molding)过程中损坏精细的金线或芯片。
4. 成型后涂覆(Post-Mold Coating)
场景:在塑封体完成后,有时需要在表面特定区域涂覆保护性材料。
诺信的贡献:提供精确的图案化涂覆,保护特定区域免受后续工艺(如激光打标)影响,或增强局部可靠性。
5. 三防漆涂覆(Conformal Coating)
场景:对已完成封装的芯片或整个PCB板喷涂一层薄薄的保护漆,用以防潮、防腐蚀、防灰尘。
诺信的贡献:Nordson拥有全套的Conformal Coating涂覆系统,包括选择性喷涂阀、超声波阀等,能实现极高精度的图案化喷涂,完美覆盖需要保护的区域,同时避开连接器等不需涂覆的部位。
6. 导热界面材料(TIM)涂布
场景:在芯片封装顶部与散热器(Heat Sink)之间,需要填充导热硅脂或凝胶,以排除空气,实现高效散热。
诺信的贡献:Nordson的点胶机能够精确控制TIM材料的形状(如点状、十字形、网状)和厚度,确保最优的导热效果和最小的材料浪费,这对于解决高性能芯片的“发热”问题至关重要。
三、 诺信技术的核心优势为何能胜任半导体制造?
极高的精度与重复性:处理纳升级流体,CV值(变异系数)极低,确保每个芯片得到的材料量完全一致,保障良率。
广泛的流体处理能力:从低粘度的溶剂到填充的高粘度环氧树脂,都能稳定可控地输出。
先进的阀技术:
螺杆泵:适用于高粘度、含填料的流体,精度极高。
喷射阀(Jet):非接触式点胶,速度快,适合不规则表面和微间距应用(如Underfill)。
压力时间阀:适合中低粘度流体,经济高效。
与自动化完美集成:能够无缝集成到全自动封装产线中,与贴片机、焊线机、光学检测设备等协同工作,实现高效率生产。
稳定性与可靠性:工业级的耐用设计,保证7x24小时连续稳定运行,满足半导体产线对 uptime 时间的严苛要求。
总结
在美国Nordson诺信点胶机的赋能下,看似普通的胶水、环氧树脂、硅脂被赋予了精确的使命。它就像是一位在微观世界里作画的精密流体大师,贯穿了从晶圆级预处理到芯片封装成型的全过程。
没有精准的点胶,就没有可靠的封装;没有可靠的封装,再精密的晶圆也无法成为一颗合格的芯片。 Nordson的技术正是确保了这种“精准”与“可靠”,在幕后默默支撑着整个半导体产业,让从沙粒中诞生的集成电路,最终能够强大、稳定地驱动我们的数字世界。
股票实盘配资,股市配资公司,配资查查提示:文章来自网络,不代表本站观点。