Крепление кристалла (Die Bonding) — это ключевой этап сборки микроэлектроники, заключающийся в механической фиксации и часто в обеспечении электрического и теплового контакта полупроводникового кристалла (Die) с основанием. Основанием служит либо корпус компонента (leadframe, керамический или органический субстрат), либо непосредственно печатная плата в технологии Chip-on-Board (COB).
Методы крепления
Применяемый метод выбирается исходя из требований к проводимости, теплоотводу и надёжности. Крепление эпоксидным клеем, наполненным серебряными частицами (conductive epoxy), обеспечивает электрический контакт и применяется для большинства стандартных компонентов. Паяное крепление с использованием припойных сплавов (например, Au-Sn или SAC) создаёт соединение с минимальным тепловым сопротивлением и используется для силовых и СВЧ-компонентов. Эвтектическое крепление сплавом золото-кремний (Au-Si) требует точного контроля температуры и давления и применяется в высоконадёжных сборках для аэрокосмической и военной техники.
Технологический процесс и контроль
Процесс выполняется на специализированных автоматах (die bonder), которые с точностью до единиц микрон позиционируют кристалл, наносят связующий материал и устанавливают его на подложку. Контроль качества включает проверку прочности на сдвиг (по стандарту JEDEC JESD22-B111), визуальный и акустико-микроскопический контроль целостности и равномерности слоя. Некачественное крепление приводит к повышенному тепловому сопротивлению, росту контактного сопротивления, механическому отслоению кристалла и, как следствие, к преждевременному отказу компонента в условиях термоциклирования или вибрации.
Источники: JEDEC JESD22-B111 «Die Shear Strength», технические спецификации производителей материалов для ди-бондинга (Henkel, Indium Corporation), руководства по технологии сборки полупроводников.