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超薄芯片多顶针剥离工艺机理分析与优化

【摘要】:芯片超薄化是集成电路(Integrated Circuit,IC)产业发展的必然趋势,然而超薄芯片的易碎、易弯曲等特性却给IC封装核心工艺之一—芯片剥离带来极大挑战,实现超薄芯片无损剥离具有重大意义。针对超薄芯片易碎、难剥离的突出问题,本文聚焦多顶针剥离工艺,分析其剥离工艺机理,对常规多顶针剥离工艺进行优化并验证。本文主要研究内容及创新之处包括:(1)建立了超薄芯片多顶针工艺仿真模型,介绍了仿真理论依据以及仿真方法。介绍了超薄芯片多顶针剥离工艺的工况,针对工况建立了有限元分析模型,采用有限元分析与虚拟裂纹闭合理论结合的仿真方法,为分析和提取超薄芯片剥离的重要影响因素以及工艺优化提供基础。(2)分析了多种工艺参数对超薄芯片多顶针剥离工艺的影响机理。首先介绍了界面剥离与芯片碎裂之间的竞争关系,重点分析了顶针间距、芯片尺寸、蓝膜材质和长度等多项关键参数对剥离过程的影响机理,分析了常规多顶针工艺的局限性,为超薄芯片多顶针剥离工艺优化提供指导。(3)提出并仿真验证了多顶针组合运动剥离工艺的设想,设计了工艺流程和装置结构。结合有限元仿真的研究成果,提出优化设想,并与常规多顶针剥离工艺进行对比分析,验证设想的可行性和优越性,详细设计其工艺动作流程,基于此,设计了一套优化的多顶针剥离装置,以实现超薄芯片的高效、高可靠剥离。(4)验证了超薄芯片多顶针组合剥离工艺的优越性。通过搭建多顶针剥离工艺实验平台,验证了常规多顶针工艺的部分仿真结论,针对优化后的多顶针剥离工艺进行实验,验证优化工艺可行性。综上所述,本文通过超薄芯片多顶针工艺机理的仿真研究,给出了针对超薄芯片多顶针优化工艺和装置机构方案,为超薄芯片高效、无损剥离的实现奠定基础。

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