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將片狀器件進行貼合,光學(xué)芯片中的激光器、光學(xué)二極管、激光器驅(qū)動電芯片就是片狀器件。
它們大類屬于半導(dǎo)體裸片器件,裸片(die,業(yè)內(nèi)稱作die attach、die bonding)被貼到的地方就是載體(carrier,光器件貼片的載體很多,如PCBA的裸銅、可伐合金等)。
數(shù)通領(lǐng)域大名鼎鼎的COB封裝就是使用PCBA的裸銅作為載體。
從前的貼片為手動貼片,隨著發(fā)展到了21世紀,高精準度的機器取代手工將貼片推動到自動化方向,而如今出產(chǎn)的貼光芯片更是極大的提高了精度,可以說行業(yè)內(nèi)的貼片已經(jīng)全部完成自動化了。
在成堆的傳動馬達機械裝置中,上料盒、吸嘴、點膠裝置、攝像頭、照明燈規(guī)整的運作著,上料、運轉(zhuǎn)、貼裝、下料,這貼片的過程濃縮著人類科技發(fā)展的結(jié)晶,每一次都充滿著節(jié)奏。
上料盒分為三種:Blue tape藍膜盒、Waffle-PACK和GEL-PACK自吸盒。眾所周知,貼片設(shè)備上料槽位不是無限的,自然需要更換,大部分廠家更換芯片時用自動化裝備。
但還有不少廠家使用鑷子,殊不知再穩(wěn)定的雙手也不及誤差極小的機器。
吸嘴負責(zé)從上料盒將芯片送到指定位置,到了后,點膠頭擠出膠水,然后吸嘴上的芯片對準,閉合。有些工藝是將芯片放到中轉(zhuǎn)平臺加熱或者調(diào)整位置后閉合。
傳統(tǒng)的點膠工藝如同打氣筒一樣,是空氣壓強擠出膠水,很難把控膠水量,在失之毫厘謬之千里的載體上,就會影響到其他的器件。
所以另一種不使用點膠機的工藝便應(yīng)運而生了,直接使用膠棒,或者芯片底部放到膠池蘸一下,再貼到載體,缺點也明顯,移動速度過快,芯片的膠水會摔倒其他地方造成故障。
攝像頭和照明燈配合,給芯片找到貼片處。
綜上所述,貼片的工藝要求可不簡單,膠量不能多,速度不能快,位置不能偏。
再根據(jù)貼片粘結(jié)方式,又可以劃分出共晶焊、導(dǎo)電電漿兩種方式。
導(dǎo)電電漿也叫銀膠,操作簡單,成本低廉,范圍廣,像是低速模塊里的光芯片、面積較大的TIA/Driver電芯片基本上都是用的銀膠。
相較其他方式,銀膠非常的快,如果以TO同軸封裝的自由貼片機速度為例,半秒便能完成一個。再在100度的高溫下固化,便可以完成。
共晶焊則要準備焊料在載體上,好處是貼片過程中沒有點膠動作。常用焊料金錫焊料厚度在3-5um間,通過蒸發(fā)或濺射工藝實施裝載,復(fù)雜且昂貴。
具體過程就是將金和錫在278度高溫結(jié)晶,便焊接成功,所以叫共晶焊,由于加熱至降溫耗時極長,十幾遍完成一個,所以平時不會使用。
但當(dāng)銀膠無法滿足器件的散熱和高頻信號衰減的需求時,作為金屬焊接的共晶焊便排上了用場。
制作好貼片后,用顯微鏡觀察是否有三面溢膠,或者用劈刀推動芯片,測量最小用力,觀察載體上是否殘余芯片,這種方式叫做剪切力測試。
如果貼片失誤,芯片從載體上滑落,則無法散熱,直接報廢。
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