Fallstudier om utrustning och teknik för förpackningsanläggningar med hög tillförlitlighet

Fallstudier om utrustning och teknik för förpackningsanläggningar med hög tillförlitlighet

för optoelektroniska enheter, icke-kylde infraröda detektorer och kortvågsinfraröda detektorer

Anläggningsöversikt:  

Renrum (klass 1 000 / klass 10 000): FoU och massproduktion av infraröda detektorer, lasrar och MEMS-gyroskoper.

Renrumen är utrustade med avancerade klimatanläggningar för konstant temperatur och konstant luftfuktighet, vilket möjliggör exakt miljökontroll för att uppfylla olika krav på kretspackning. Anläggningen har en höjd golvkonstruktion och säkerställer utmärkt jordning med en resistans under 4 ohm.

Avjoniserat vattenbehandlingssystem: Uppnår en resistivitet på 18 MΩ·cm (vid 25 °C), vilket uppfyller processkraven på partikelnivåer och ledningsförmåga enligt olika waferspenskrav.

Trycklufts- och kvävgassystem: Använder oljefria, variabelfrekventa skruvkompressorer kombinerade med adsorptionsuttor, högeffektiva filter och kvävgeneratorer med renhet på 99,999 %; totalt innehåll av oljedimma och oljelika vätskor i gasen är 0,0009 mg/m³ eller mindre.

Förpackningsprocessens kapacitet:

Vacuumförpackningsproduktionslinjer har etablerats främst för olika modeller av icke-kylde infraröda detektorer, med möjlighet till metall- och keramikförpackning, med en årlig produktionskapacitet på över 100 000 enheter.

Förpackningsprocessflöde för icke-kylde infraröda detektorer:

Företaget äger avancerad vacuumförpackningsteknik. Viktiga processer inkluderar DI-/organisk rengöring, vacuum-eutektisk fogning, waferklyvning, plasma-baserad avfallsborttagning, fullt automatiserad die-fogning, halvautomatiserad/fullt automatiserad trådfogning, högvacuum-evakuering och vacuuminkapsling.

Rengöring: Lösningar såsom avjoniserat vatten, aceton och alkohol kan användas för att rengöra förpackningsmaterial och kretsar via nedsänkning, sköljning eller ultraljudsrengöring.

Lödning:

Använder en vakuum-eutektisk lödningsprocess med ett vakuumnivå på <1 Pa och en integrerad forminsyrbaserad deoxideringsmodul, vilket möjliggör eutektisk lödning med lågtempererade lödmedel vid temperaturer upp till 450 °C och uppnår en tomrumsandel på <1 %; produktens lödfogstyrka förbättras avsevärt genom förbehandling av lödmaterial och optimering av lödningsprocessprofilen.

Waferskärning:

Använder DISCO:s integrerade skär- och rengöringsutrustning, med fullt automatiserade skär- och rengöringsfunktioner. Genom att använda både hårda och mjuka blad stödjer systemet skärning av olika material – inklusive wafers (8 tum och mindre), glasunderlag, safirunderlag och keramik.

Plasmaskräning:

Genom att använda avancerad RF-plasmaprocessutrustning och ett urval av processegaser – såsom N2, Ar, CF4 och O2 – möjliggör denna process ytrengöring och borttagning av tillfällig lager i MEMS-chipstrukturer.

Die-bonding:

Både manuella och fullt automatiserade die-bondningsprocesser är tillgängliga. Den manuella processen är lämplig för snabb prototypframställning och använder en 2D-optisk justeringsplattform för att bibehålla en bondningsnoggrannhet inom 50 µm. Den fullt automatiserade processen är utformad för massproduktion och stödjer fullt automatiserad die-anslutning för 8-tums-wafer (och mindre storlekar); den hanterar die-storlekar från 0,5 mm × 0,5 mm till 20 mm × 20 mm, tillåter olika konfigurationer av epoxiutdelningsmönster och uppnår en bondningsnoggrannhet inom 30 µm.

Trådbindning:

Processen stödjer både ballbindning och kantbindning och använder guld- eller platina-iridium-trådar. Den är kompatibel med tråddiametrar mellan 20 µm och 50 µm och möjliggör bindning i djupa håligheter med en djup på upp till 25 mm. Fullt automatiserad bindning är tillgänglig för guld-ballbindning. Efter bindningsprocessen kan trådmorfologi och draghållfasthet mätas med hjälp av ett mätmikroskop och en drag-/trycktestare.

Högvakuumavluftning:

Ett högvakuumavtappningssystem med 40 stationer som använder turbomolekylära pumpar med stort genomflöde och importerade torrpumpar. Det uppnår ett slutgiltigt vakuum på 1×10⁻⁶ Pa och ett slutgiltigt vakuum i varmt tillfälle på ≤2×10⁻⁶ Pa, vilket gör det lämpligt för metallförpackning av infraröda detektorer utan kylningsfunktion samt andra enheter som kräver hög pålitlighet vad gäller vakuumnivån.

Vakuumtät förpackning: Använder antingen vakuumparallellsömsvetsning eller högvakuumsmältförsegling.

Vakuumparallellsömsvetsningskammern avtappas med torrpumpar och kryopumpar och uppnår en processvakuumnivå på 1×10⁻⁴ Pa;

Högvakuumsmältförseglingskammern avtappas med torrpumpar och turbomolekylära pumpar och uppnår en processvakuumnivå bättre än 5×10⁻⁵ Pa; båda är lämpliga för förpackning av den stora majoriteten av enheter som kräver högt vakuum.

Visning av vald bearbetningsutrustning:

Provvisning:  

Förpackning med hög pålitlighet för optoelektroniska enheter

Förpackning för infraröda detektorer utan kylning och kortvågsinfraröda (SWIR) detektorer, samt metall- och keramikförpackningar som kräver hög tillförlitlighet vad gäller hermetiskhet och vakuumnivåer. Förpackningsformat inkluderar CPGA, LCC, CDIP, butterfly, TO, COB och fler.

Miljöanpassningstest:

En komplett uppsättning utrustning för miljöanpassningstester, främst inkluderande hög- och lågtemperaturtestkammare, läckagedetektorer, fluoroljebord, vibrationsprovbänkar, stötprovbänkar och integrerade plattformar för infraröd parametermätning.

(Vänligen kontakta våra ingenjörer för specifika detaljer om utrustning för produktionslinjer)