ការសិក្សាអំពី semiconductor ស្លាប់ដំណើរការភ្ជាប់រួមទាំងដំណើរការនៃការភ្ជាប់ adhesive, ដំណើរការនៃការភ្ជាប់ eutectic, ដំណើរការនៃការភ្ជាប់ solder ទន់, ដំណើរការនៃការភ្ជាប់ sintering ប្រាក់, ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ការចុចក្តៅ, ដំណើរការនៃការភ្ជាប់បន្ទះឈីបត្រឡប់។ ប្រភេទ និងសូចនាករបច្ចេកទេសសំខាន់ៗនៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ស៊ីមេនឌុយឌ័រត្រូវបានណែនាំ ស្ថានភាពអភិវឌ្ឍន៍ត្រូវបានវិភាគ ហើយនិន្នាការអភិវឌ្ឍន៍ត្រូវបានរំពឹងទុក។
1 ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃឧស្សាហកម្ម semiconductor និងការវេចខ្ចប់
ឧស្សាហកម្ម semiconductor ជាពិសេសរួមមានសម្ភារៈ និងឧបករណ៍ semiconductor ខាងលើ ការផលិត semiconductor ពាក់កណ្តាលចរន្ត និងកម្មវិធីខាងក្រោម។ ឧស្សាហកម្ម semiconductor របស់ប្រទេសខ្ញុំបានចាប់ផ្តើមយឺត ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីជិតដប់ឆ្នាំនៃការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័ស ប្រទេសរបស់ខ្ញុំបានក្លាយជាទីផ្សារអ្នកប្រើប្រាស់ផលិតផល semiconductor ដ៏ធំបំផុតរបស់ពិភពលោក និងជាទីផ្សារឧបករណ៍ semiconductor ដ៏ធំបំផុតរបស់ពិភពលោក។ ឧស្សាហកម្ម semiconductor បាននិងកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងរបៀបនៃឧបករណ៍មួយជំនាន់ ដំណើរការមួយជំនាន់ និងផលិតផលមួយជំនាន់។ ការស្រាវជ្រាវលើដំណើរការ និងឧបករណ៍ semiconductor គឺជាកម្លាំងស្នូលសម្រាប់វឌ្ឍនភាពជាបន្តបន្ទាប់នៃឧស្សាហកម្ម និងការធានាសម្រាប់ឧស្សាហូបនីយកម្ម និងការផលិតដ៏ធំនៃផលិតផល semiconductor ។
ប្រវត្តិនៃការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ semiconductor គឺជាប្រវត្តិនៃការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងជាបន្តបន្ទាប់នៃដំណើរការបន្ទះឈីប និងការបន្តដំណើរការប្រព័ន្ធតូចៗជាបន្តបន្ទាប់។ កម្លាំងជំរុញខាងក្នុងនៃបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់បានវិវត្តន៍ពីវិស័យនៃស្មាតហ្វូនថ្នាក់ខ្ពស់ទៅកាន់វិស័យដូចជាកុំព្យូទ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងបញ្ញាសិប្បនិម្មិត។ ដំណាក់កាលទាំងបួននៃការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ semiconductor ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 1 ។
នៅពេលដែលថ្នាំងដំណើរការ lithography semiconductor ផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរក 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm, និង 2 nm, R&D និងតម្លៃផលិតកម្មបន្តកើនឡើង អត្រាទិន្នផលថយចុះ ហើយច្បាប់ Moore ថយចុះ។ តាមទស្សនៈនៃនិន្នាការនៃការអភិវឌ្ឍន៍ឧស្សាហកម្ម ដែលបច្ចុប្បន្នត្រូវបានរារាំងដោយដែនកំណត់រូបវន្តនៃដង់ស៊ីតេត្រង់ស៊ីស្ទ័រ និងការកើនឡើងដ៏ធំនៃថ្លៃដើមផលិតកម្ម ការវេចខ្ចប់កំពុងអភិវឌ្ឍក្នុងទិសដៅនៃខ្នាតតូច ដង់ស៊ីតេខ្ពស់ ដំណើរការខ្ពស់ ល្បឿនលឿន ប្រេកង់ខ្ពស់ និងការរួមបញ្ចូលខ្ពស់។ ឧស្សាហកម្ម semiconductor បានឈានចូលយុគសម័យក្រោយ Moore ហើយដំណើរការជឿនលឿនមិនគ្រាន់តែផ្តោតទៅលើការរីកចំរើននៃបច្ចេកវិទ្យាផលិត wafer នោះទេ ប៉ុន្តែងាកទៅរកបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់បន្តិចម្តងៗ។ បច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់ទំនើបមិនត្រឹមតែអាចកែលម្អមុខងារ និងបង្កើនតម្លៃផលិតផលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងកាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្មប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ក្លាយជាផ្លូវសំខាន់មួយដើម្បីបន្តច្បាប់របស់ Moore ។ ម៉្យាងវិញទៀត បច្ចេកវិទ្យាភាគល្អិតស្នូលត្រូវបានប្រើដើម្បីបំបែកប្រព័ន្ធស្មុគ្រស្មាញទៅជាបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់ជាច្រើនដែលអាចត្រូវបានខ្ចប់នៅក្នុងវេចខ្ចប់ដែលមានលក្ខណៈចម្រុះ និងខុសប្រក្រតី។ ម្យ៉ាងវិញទៀត បច្ចេកវិជ្ជាប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នាត្រូវបានប្រើដើម្បីរួមបញ្ចូលឧបករណ៍នៃសម្ភារៈ និងរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងៗគ្នា ដែលមានគុណសម្បត្តិមុខងារពិសេស។ ការរួមបញ្ចូលមុខងារ និងឧបករណ៍ជាច្រើននៃវត្ថុធាតុផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានដឹងដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាមីក្រូអេឡិចត្រូនិច ហើយការអភិវឌ្ឍន៍ពីសៀគ្វីបញ្ចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នាត្រូវបានសម្រេច។
ការវេចខ្ចប់ Semiconductor គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមសម្រាប់ការផលិតបន្ទះឈីប និងជាស្ពានរវាងពិភពខាងក្នុងនៃបន្ទះឈីប និងប្រព័ន្ធខាងក្រៅ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ បន្ថែមពីលើការវេចខ្ចប់ និងធ្វើតេស្តផលិតផល semiconductor បែបប្រពៃណី ក្រុមហ៊ុន semiconductorwaferរោងចក្រផលិត ក្រុមហ៊ុនឌីហ្សាញ semiconductor និងក្រុមហ៊ុនសមាសធាតុរួមបញ្ចូលគ្នាកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងសកម្មក្នុងការវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់ ឬបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់សំខាន់ៗដែលពាក់ព័ន្ធ។
ដំណើរការសំខាន់នៃបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់ប្រពៃណីគឺwaferការស្តើង ការកាត់ ការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់ ការផ្សារភ្ជាប់ខ្សែ ការផ្សាភ្ជាប់ផ្លាស្ទិច ការផ្សាភ្ជាប់អេឡិចត្រូត ការកាត់ឆ្អឹងជំនី និងផ្សិត។ ឧបករណ៍ស្នូលដ៏សំខាន់បំផុតនៅក្នុងការវេចខ្ចប់ semiconductor និងជាឧបករណ៍វេចខ្ចប់មួយដែលមានតម្លៃទីផ្សារខ្ពស់បំផុត។ ទោះបីជាបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់ជឿនលឿនប្រើប្រាស់ដំណើរការខាងមុខដូចជា លីចូច ការឆ្លាក់ លោហធាតុ និងការរៀបចំប្លង់ក៏ដោយ ដំណើរការវេចខ្ចប់ដ៏សំខាន់បំផុតនៅតែជាដំណើរការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់។
2 ដំណើរការភ្ជាប់ Semiconductor ស្លាប់
2.1 ទិដ្ឋភាពទូទៅ
ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់ត្រូវបានគេហៅផងដែរថាការផ្ទុកបន្ទះឈីប ការផ្ទុកស្នូល ការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់ ដំណើរការភ្ជាប់បន្ទះសៀគ្វី។ល។ ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1។ ជាទូទៅ ការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់គឺការយកបន្ទះឈីបចេញពី wafer ដោយប្រើក្បាលផ្សារ។ ក្បាលបូមដោយប្រើម៉ាស៊ីនបូមធូលី ហើយដាក់វាលើផ្ទៃបន្ទះដែលបានកំណត់នៃស៊ុមនាំមុខ ឬស្រទាប់ខាងក្រោមវេចខ្ចប់ ក្រោមការណែនាំដែលមើលឃើញ ដូច្នេះបន្ទះសៀគ្វី និងបន្ទះត្រូវបានភ្ជាប់។ និងថេរ។ គុណភាព និងប្រសិទ្ធភាពនៃដំណើរការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់នឹងជះឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើគុណភាព និងប្រសិទ្ធភាពនៃការភ្ជាប់ខ្សែជាបន្តបន្ទាប់ ដូច្នេះការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់គឺជាបច្ចេកវិទ្យាដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងដំណើរការ semiconductor back-end ។
សម្រាប់ដំណើរការវេចខ្ចប់ផលិតផល semiconductor ផ្សេងគ្នា បច្ចុប្បន្ននេះមានបច្ចេកវិទ្យាដំណើការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់សំខាន់ៗចំនួនប្រាំមួយគឺ ការភ្ជាប់ adhesive, eutectic bonding, soft solder bonding, silver sintering bonding, hot pressing, and flip-chip bonding ។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវការភ្ជាប់បន្ទះឈីបល្អ វាចាំបាច់ក្នុងការធ្វើឱ្យធាតុនៃដំណើរការសំខាន់នៅក្នុងដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់ សហការគ្នាទៅវិញទៅមក ភាគច្រើនរួមមានសម្ភារៈភ្ជាប់ស្លាប់ សីតុណ្ហភាព ពេលវេលា សម្ពាធ និងធាតុផ្សេងទៀត។
2. 2 ដំណើរការនៃការភ្ជាប់ adhesive
កំឡុងពេលភ្ជាប់សារធាតុ adhesive ចំនួនជាក់លាក់នៃ adhesive ត្រូវតែអនុវត្តទៅលើស៊ុមនាំមុខ ឬស្រទាប់ខាងក្រោមនៃកញ្ចប់ មុនពេលដាក់បន្ទះឈីប ហើយបន្ទាប់មកក្បាលនៃការផ្សាភ្ជាប់ស្លាប់នឹងរើសបន្ទះឈីប ហើយតាមរយៈការណែនាំអំពីម៉ាស៊ីន បន្ទះឈីបត្រូវបានដាក់យ៉ាងត្រឹមត្រូវនៅលើការភ្ជាប់។ ទីតាំងនៃស៊ុមនាំមុខ ឬស្រទាប់ខាងក្រោមនៃកញ្ចប់ដែលស្រោបដោយសារធាតុ adhesive ហើយកម្លាំងស្អិតជាប់ជាក់លាក់មួយត្រូវបានអនុវត្តទៅបន្ទះឈីបតាមរយៈក្បាលម៉ាស៊ីនដែលជាប់នឹងស្លាប់ បង្កើតជាស្រទាប់ស្អិតមួយរវាង បន្ទះសៀគ្វី និងស៊ុមនាំមុខ ឬស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចប់ ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការភ្ជាប់ ការដំឡើង និងជួសជុលបន្ទះឈីប។ ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់នេះត្រូវបានគេហៅថាដំណើរការភ្ជាប់កាវផងដែរ ពីព្រោះសារធាតុ adhesive ត្រូវតែអនុវត្តនៅពីមុខម៉ាស៊ីនផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់។
សារធាតុ adhesive ដែលប្រើជាទូទៅរួមមាន សម្ភារៈ semiconductor ដូចជាជ័រ epoxy និង conductive silver paste។ ការភ្ជាប់ adhesive គឺជាដំណើរការផ្សារភ្ជាប់បន្ទះឈីប semiconductor ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុត ដោយសារតែដំណើរការនេះគឺសាមញ្ញទាក់ទងគ្នា ការចំណាយទាប និងសម្ភារៈផ្សេងៗអាចប្រើប្រាស់បាន។
2.3 ដំណើរការភ្ជាប់ Eutectic
ក្នុងអំឡុងពេលនៃការភ្ជាប់ eutectic សម្ភារៈភ្ជាប់ eutectic ជាទូទៅត្រូវបានអនុវត្តជាមុននៅលើផ្នែកខាងក្រោមនៃបន្ទះឈីប ឬស៊ុមនាំមុខ។ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ eutectic ជ្រើសរើសបន្ទះឈីប ហើយត្រូវបានដឹកនាំដោយប្រព័ន្ធចក្ខុវិស័យម៉ាស៊ីន ដើម្បីដាក់បន្ទះឈីបឱ្យបានត្រឹមត្រូវនៅទីតាំងភ្ជាប់ដែលត្រូវគ្នានៃស៊ុមនាំមុខ។ បន្ទះសៀគ្វី និងស៊ុមនាំមុខបង្កើតបានជាចំណុចប្រទាក់ភ្ជាប់ eutectic រវាងបន្ទះឈីប និងស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចប់ ក្រោមសកម្មភាពរួមបញ្ចូលគ្នានៃកំដៅ និងសម្ពាធ។ ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ eutectic ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់នៅក្នុងការវេចខ្ចប់ស៊ុមនាំមុខនិងស្រទាប់ខាងក្រោមសេរ៉ាមិច។
សមា្ភារៈនៃការផ្សារភ្ជាប់ Eutectic ជាទូទៅត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នាដោយវត្ថុធាតុពីរនៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ។ វត្ថុធាតុដើមដែលប្រើជាទូទៅរួមមានមាស និងសំណប៉ាហាំង មាស និងស៊ីលីកូន។ គន្លឹះក្នុងការសម្រេចបាននូវដំណើរការផ្សារភ្ជាប់ eutectic គឺថា វត្ថុភ្ជាប់ eutectic អាចរលាយនៅសីតុណ្ហភាពទាបជាងចំណុចរលាយនៃវត្ថុធាតុទាំងពីរដើម្បីបង្កើតចំណងមួយ។ ដើម្បីការពារស៊ុមពីការកត់សុីក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការភ្ជាប់ eutectic ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ eutectic ក៏ជារឿយៗប្រើឧស្ម័នការពារដូចជាឧស្ម័នចម្រុះអ៊ីដ្រូសែន និងអាសូត ដើម្បីបញ្ចូលទៅក្នុងផ្លូវដែកដើម្បីការពារស៊ុមនាំមុខ។
2. 4 ដំណើរការនៃការភ្ជាប់ solder ទន់
នៅពេលដែលការភ្ជាប់ solder ទន់ មុនពេលដាក់បន្ទះឈីប ទីតាំងភ្ជាប់នៅលើស៊ុមនាំមុខត្រូវបាន tinned និង pressed ឬ tinned ពីរដងហើយស៊ុមនាំមុខត្រូវតែត្រូវបាន heated នៅក្នុងបទ។ អត្ថប្រយោជន៍នៃដំណើរការផ្សារភ្ជាប់ទន់គឺចរន្តកំដៅល្អ ហើយគុណវិបត្តិគឺថាវាងាយស្រួលក្នុងការកត់សុី ហើយដំណើរការមានភាពស្មុគស្មាញបន្តិច។ វាសមស្របសម្រាប់ការវេចខ្ចប់ស៊ុមនាំមុខនៃឧបករណ៍ថាមពល ដូចជាការវេចខ្ចប់គ្រោងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។
2. 5 ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់ប្រាក់ sintering
ដំណើរការផ្សារភ្ជាប់ដ៏ជោគជ័យបំផុតសម្រាប់បន្ទះឈីបថាមពលអគ្គិសនីជំនាន់ទី 3 បច្ចុប្បន្នគឺការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា sintering ភាគល្អិតដែក ដែលលាយប៉ូលីម៊ែរ ដូចជាជ័រ epoxy ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការតភ្ជាប់នៅក្នុងកាវ conductive ។ វាមានចរន្តអគ្គិសនីដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ចរន្តកំដៅ និងលក្ខណៈសេវាកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ វាក៏ជាបច្ចេកវិជ្ជាសំខាន់មួយសម្រាប់របកគំហើញបន្ថែមទៀតនៅក្នុងការវេចខ្ចប់ផលិតផល semiconductor ជំនាន់ទីបីក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។
2.6 ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់កំដៅ
នៅក្នុងកម្មវិធីវេចខ្ចប់នៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាបីវិមាត្រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ដោយសារតែការកាត់បន្ថយជាបន្តបន្ទាប់នៃបន្ទះឈីប interconnect input/output pitch, bump size and pitch, semiconductor company Intel បានចាប់ផ្តើមដំណើរការភ្ជាប់ thermocompression សម្រាប់កម្មវិធីភ្ជាប់ pitch តូចកម្រិតខ្ពស់ ការភ្ជាប់តូចៗ។ បន្ទះសៀគ្វីដែលមានទំហំពី 40 ទៅ 50 μm ឬសូម្បីតែ 10 μm។ ដំណើរការនៃការផ្សារភ្ជាប់កំដៅគឺសមរម្យសម្រាប់កម្មវិធី chip-to-wafer និង chip-to-substrate ។ ជាដំណើរការពហុជំហានដ៏លឿន ដំណើរការនៃការភ្ជាប់ thermocompression ប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការ ដូចជាសីតុណ្ហភាពមិនស្មើគ្នា និងការរលាយដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាននៃ solder បរិមាណតូច។ កំឡុងពេលភ្ជាប់ thermocompression សីតុណ្ហភាព សម្ពាធ ទីតាំង ល។ ត្រូវតែបំពេញតាមតម្រូវការគ្រប់គ្រងច្បាស់លាស់។
2.7 ដំណើរការភ្ជាប់បន្ទះឈីបត្រឡប់
គោលការណ៍នៃដំណើរការភ្ជាប់បន្ទះឈីបត្រឡប់ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ។ យន្តការត្រឡប់យកបន្ទះឈីបចេញពី wafer ហើយត្រឡប់វា 180° ដើម្បីផ្ទេរបន្ទះឈីប។ ក្បាលក្បាលដំណើបយកបន្ទះឈីបចេញពីយន្តការត្រឡប់ ហើយទិសដៅរលាក់របស់បន្ទះឈីបគឺចុះក្រោម។ បន្ទាប់ពីក្បាលម៉ាស៊ីនផ្សាររំកិលទៅផ្នែកខាងលើនៃស្រទាប់ខាងក្រោមវេចខ្ចប់ វារំកិលចុះក្រោមដើម្បីភ្ជាប់ និងជួសជុលបន្ទះឈីបនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមវេចខ្ចប់។
ការវេចខ្ចប់បន្ទះសៀគ្វី Flip គឺជាបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងរវាងបន្ទះឈីបកម្រិតខ្ពស់ ហើយបានក្លាយជាទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍ដ៏សំខាន់នៃបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់។ វាមានលក្ខណៈនៃដង់ស៊ីតេខ្ពស់ ដំណើរការខ្ពស់ ស្តើង និងខ្លី ហើយអាចបំពេញតម្រូវការអភិវឌ្ឍន៍នៃផលិតផលអេឡិចត្រូនិកដូចជា ស្មាតហ្វូន និងថេប្លេត។ ដំណើរការនៃការភ្ជាប់បន្ទះសៀគ្វីត្រឡប់ធ្វើឱ្យតម្លៃវេចខ្ចប់ទាបជាង ហើយអាចដឹងពីបន្ទះសៀគ្វី និងវេចខ្ចប់បីវិមាត្រ។ វាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់ដូចជាការវេចខ្ចប់រួមបញ្ចូលគ្នា 2.5D/3D ការវេចខ្ចប់កម្រិត wafer និងការវេចខ្ចប់កម្រិតប្រព័ន្ធ។ ដំណើរការនៃការភ្ជាប់បន្ទះសៀគ្វីត្រឡប់គឺជាដំណើរការផ្សារភ្ជាប់ស្លាប់ដ៏រឹងមាំដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ និងប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ១៨ ខែវិច្ឆិកា ឆ្នាំ ២០២៤