Name: העברה קדימה מושרה לייזר לאריזת Flip-שבב של מבלטים יחיד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-03-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: למד את שיטת LIFT להעברת מיקרו-בליטים מתכתיים באמצעות לייזר לאריזת רכיבים אופטואלקטרוניים. שיטה זו מציעה פתרון פשוט, בעלות נמוכה וטמפרטורה נמוכה לייצור מעגלים צפופים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו בוצעה במסגרת פרויקט "MIRAGE", במימון הנציבות האירופית במסגרת תוכנית FP7.

1. Bonding Flip-שבב בסיוע LIFT הערה: יש שלושה שלבים כרוכים במימוש המכלולים להעיף שבב בסיוע LIFT, כלומר מיקרו-הקפצת של מצעים באמצעות טכניקת LIFT, מצרפים שבבי אופטו למצעים נתקלו בשיטת מליטה להעיף שבב תרמו-דחיסה, ו לבסוף אנקפסולציה של המכלולים מלוכדות. כל אחד מהשלבים אלו נדון בסעיפים הבאים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרו-מתנגש באמצעות LIFT: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכנת תורם, להפקיד שכבה דקה של החומר התורם על מצע מוביל לייזר שקוף. לצורך ניסוי זה, להתאדות סרט עבה ננומטר 200 של אינדיום מתכת על גבי מצע ספק זכוכית עם ממדים: עובי קוטר x 0.05 סנטימטר 2 אינץ &#39;. הערה: שיטת הכנת תורם תלויה בשלב של החומר התורם, למשל, להשתמש באידוי ומקרטעת לחומרי תורם שלב מוצק וספין-ציפוי ורופא-blading לתורם נוזל שלבs. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכנת מקלט, להשתמש מצעי זכוכית עם ממדים של 5 X 5 X 0.07 סנטימטר 3 כמקלטים. תבנית מצעים אלה עם מגע הרפידות מתכתיות עבור מליטה שבב OE ומאוורר מתוך חיטוט מבנים באמצעות photolithography. לצורך הניסוי הזה, תבנית 4 מיקרומטר כריות עבות Ni-Au אג&quot;ח ומאוורר מתוך חיטוט מסלולים על גבי מצעי מקלט זכוכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, למקם את התורם במגע עם המקלט ולעלות על ההרכבה תורם המקלט על במה תרגום XY מחשב נשלט. הערה: בהתאם לשלב של החומר התורם (לדוגמא, מוצק (אינדיום) או נוזל (דיו / דבק)) ועוביו, התורם ומצעי המקלט ממוקמות בהפרדה אופטימלית שניתן לשלוט בקלות (למשל, על ידי באמצעות מפרידי מתכת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למקד את קרן לייזר אירוע בממשק שהספק תורם העסקת עדשה אובייקטיבית בעלת אורך מוקד של 160 מ&quot;מ ולסרוק את הקרן (20 מיקרומטר גודל נקודה) על פני substrat התורםדואר להעברת מיקרו בליטות תורם על אג&quot;ח רפידות המקלט. השתמש במקור לייזר picosecond של 355 ננומטר אורך גל ומשך 12 דופק psec להרים בליטות אינדיום על אג&quot;ח רפידות מקלט בשטף של 270 mJ / 2 סנטימטר. הערה: מאפייני הלייזר כגון אנרגיה, לא. של קטניות, גובה עדשה אובייקטיבי, קואורדינטות של המיקום המדויק על פני מצע כונס הנכסים למייקרו-בליטות תורם הדפסה והדפוס הרצוי שיועבר נשלטים באופן מדויק על ידי תכנית מחשב. פרמטרים מרכזיים ניסיוניים (למשל, שטף העברה) צריכים להיות מותאמים במקרה של שימוש במקור לייזר אחר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבליטות עבות להעביר את התורם לאזור רענן וחזור על שלב 1.1.4 מספר פעמים. לדוגמא, חזור על שלב 1.1.4 שש פעמים כדי לקבל ערימה של 6 בליטות אינדיום מודפסות על גבי זה לצורך הניסוי הזה. הסופי הרים לי בליטות גובה ממוצע של ~ 1.5 מיקרומטר וקוטר של 20 מיקרומטר (איור 2). הערה: לאלה experimמציג פרופיל פני השטח והעובי של הבליטות נמדדו באמצעות profilometer אופטי. זה נבדק שבליטות מורפולוגיה קמורה / כיפה עם עובי ממוצע של 1.5 מיקרומטר, בממוצע לכל קוטר הבליטה (כמסומן צהוב באיור 3). הסיבה לכך נובעת מהעובדה שהתורם נמס באזור מוקרן בלייזר וגלול הועבר לאחר מכן מחדש התגבש בהגיעם למשטח המקלט (יש אינדיום נקודת התכה נמוכה). היתרון של זה הוא שזה גורם להידבקות טובה של הבליטה המודפסת לרפידות מגע VCSEL. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שבב למצע מליטה תרמו-דחיסה (איורים 4-6): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בונדר להעיף שבב חצי אוטומטי להדבקת שבבי אופטו למצעים שחוקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את המקלט נתקל והשבב להיות מלוכד על צלחות הוואקום של ונדר. מניחים את השבב בעמדה התהפכה, כלומר, עם fac האזור הפעיל שלהing למטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בכלי איסוף מתאים ויישר אותו במרכזו של השבב. השתמש בכלי בצורת מחט כפי שמוצג באיור 5. בשלב הבא, לבחור את השבב באמצעות כלי איסוף זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את אג&quot;ח רפידות שבב עם קשר הרפידות המקבילה על פני מצע המקלט באמצעות מערכת מצלמה יישור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שמיושר מקום השבב על המצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל חום (~ 200 מעלות צלזיוס) ולחץ (12.5 GF / בליטה) בו זמנית לממש שבב למצע גומלין חשמלי ומכאני. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Encapsulation של המכלולים מלוכד (איורים 4-6): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוותר דבק שקוף אופטי בקצוות של ההרכבה הערובה באמצעות מחט מזרק. אנקפסולציה מגבירה את האמינות המכנית של המכלולים מלוכדות. השתמש בדבק יחיד UV רכיב לריפוי כגון NOA 86 למתמצתים את שבבי ערובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרפא את הדבק באמצעות מנורת UV ל~ 30 שניות. </li></ol></li></ol> 2. אפיון של לייזרי פולטות משטח אנכי חלל ערובה (VCSELs) הערה: לאחר ייצור השלב הבא הוא להעריך את הביצועים האלקטרו-אופטית של המכלולים מלוכדות. עקומות אור-נוכחי מתח (LIV) של המכשירים נרשמות פוסט-מליטה באמצעות בדיקה בתחנה. השלבים הבאים מעורבים לבדיקה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את להעיף שבב ערובה מכשיר על במה שקופה מחוייט. יש שלב חור שנקדח במרכז לגישה קלה לאור הנפלט על ידי VCSELs. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח גלאי אור (PD) מתחת לבמה השקופה וליישר שטחה הפעיל עם השבב מלוכדים באמצעות מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדיוק למקם את מחטי החיטוט בNi-Au חיטוט רפידות באמצעות מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להזריק עד 10 mA של זרם ומודד את ירידת מתח על פני VCSEL והאור הנפלט על ידי אותו באמצעות נוכחי / יחידת המקור-מד מתח ומיל מד כוחpectively. </li></ol>

<ol><li>Davis, E., Harding, W., Schwartz, R., Coring, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solid+logic+technology%3A+versatile%2C+high+performance+microelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22IBM+J.+Res.+Develop%22%5BJournal%5D)">Solid logic technology: versatile, high performance microelectronics.</a> IBM J. Res. Develop. 8, 102-114 (1964).</li>
<li>Bigas, M., Cabruja, E., Lozano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+techniques+for+hybrid+active+pixel+sensors+%28HAPS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Instrum.+Methods+Phys.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">Bonding techniques for hybrid active pixel sensors (HAPS).</a> Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 574 (2), 392-400 (2007).</li>
<li>Bohandy, J., Kim, B. F., Adrian, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+deposition+from+a+supported+metal+film+using+an+excimer+laser%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Metal deposition from a supported metal film using an excimer laser.</a> J. Appl. Phys. 60 (4), 1538-1539 (1986).</li>
<li>Kaur, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shadowgraphic+studies+of+triazene+assisted+laser-induced+forward+transfer+of+ceramic+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Shadowgraphic studies of triazene assisted laser-induced forward transfer of ceramic thin films.</a> J. Appl. Phys. 105 (11), 113119(2009).</li>
<li>Boutopoulos, C., Pandis, C., Giannakopoulos, K., Pissis, P., Zergioti, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer%2Fcarbon+nanotube+composite+patterns+via+laser+induced+forward+transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Physc.+Lett%22%5BJournal%5D)">Polymer/carbon nanotube composite patterns via laser induced forward transfer.</a> Appl. Physc. Lett. 96, 041104(2010).</li>
<li>Xu, J., Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-assisted+forward+transfer+of+multi-spectral+nanocrystal+quantum+dot+emitters%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Laser-assisted forward transfer of multi-spectral nanocrystal quantum dot emitters.</a> Nanotechnology. 18 (2), 025403(2007).</li>
<li>Doraiswamy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excimer+laser+forward+transfer+of+mammalian+cells+using+a+novel+triazene+absorbing+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Excimer laser forward transfer of mammalian cells using a novel triazene absorbing layer.</a> Appl. Surf. Sci. 252 (13), 4743-4747 (2006).</li>
<li>Papazoglou, S., Raptis, Y. S., Chatzandroulis, S., Zergioti, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((I.A+study+on+the+pulsed+laser+printing+of+liquid+phase+exfoliated+graphene+for+organic+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+A%22%5BJournal%5D)">I.A study on the pulsed laser printing of liquid phase exfoliated graphene for organic electronics.</a> Appl. Phys. A. , (2014).</li>
<li>Chatzipetrou, M., Tsekenis, G., Tsouti, V., Chatzandroulis, S., Zergioti, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biosensors+by+means+of+the+laser+induced+forward+transfer+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Biosensors by means of the laser induced forward transfer technique.</a> Appl. Surf. Sci. 278, 250-254 (2013).</li>
<li>Stewart, J. S., Lippert, T., Nagel, M., Nuesch, F., Wokaun, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Red-green-blue+polymer+light-emitting+diode+pixels+printed+by+optimized+laser-induced+forward+transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Red-green-blue polymer light-emitting diode pixels printed by optimized laser-induced forward transfer.</a> Appl. Phys. Lett. 100 (20), 203303(2012).</li>
<li>Kaur, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Waveguide+mode+filters+fabricated+using+laser-induced+forward+transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Waveguide mode filters fabricated using laser-induced forward transfer.</a> Opt. Express. 19 (10), 9814-9819 (2011).</li>
<li>Kuznetsov, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+fabrication+of+large-scale+nanoparticle+arrays+for+sensing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Laser fabrication of large-scale nanoparticle arrays for sensing applications.</a> ACS Nano. 5 (6), 4843-4849 (2011).</li>
<li>Rapp, L., Diallo, A. K., Alloncle, A. P., Videlot-Ackermann, C., Fages, F., Delaporte, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed-laser+printing+of+organic+thin-film+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Pulsed-laser printing of organic thin-film transistors.</a> Appl. Phys. Lett. 95 (17), 171109(2009).</li>
<li>Assembly of optoelectronics for efficient chip-to-waveguide coupling. Bosman, E., Kaur, K. S., Missinne, J., Van Hoe, B., Van Steenberge, G. 15th Electronics Packaging Technology Conference (EPTC), Dec 11-13, , 630-634 (2013).</li>
<li>Kaur, K. S., Missinne, J., Van Steenberge, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flip-chip+bonding+of+vertical-cavity+surface-emitting+lasers+using+laser-induced+forward+transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Flip-chip bonding of vertical-cavity surface-emitting lasers using laser-induced forward transfer.</a> Appl. Phys. Lett. 104 (6), 061102(2014).</li>
<li>Kaur, K. S., al, et <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-induced+forward+transfer+of+focussed+ion+beam+pre-machined+donors%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Laser-induced forward transfer of focussed ion beam pre-machined donors.</a> Appl. Surf. Sci. 257 (15), 6650-6653 (2011).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

במאמר זה, יש לנו הפגין מליטה להעיף שבב תרמו-דחיסה של שבבי VCSEL בודדים באמצעות טכניקה ישירה לכתוב לייזר מבוסס נקראת LIFT. צעדי ייצור ההרכבה מעורבים הדפסה של מיקרו-הבליטות של אינדיום על כריות מגע מצע באמצעות טכניקת LIFT. זאת בעקבות מליטה תרמו-דחיסה להעיף שבב של שבבי VCSEL למצעים נתקלו ולבסוף אנקפסולציה. אמינות חשמלית, אופטית ומכאנית של שבבי ערובה בסיוע LIFT הוערכה על ידי מדידת עקומות LIV וביצוע בדיקות הזדקנות סטנד...

מושרה לייזר העברה קדימה (LIFT) הוא שיטה תכליתית ישיר לכתוב תוסף ייצור להגדרת תבנית בשלב יחיד והעברת חומר עם מיקרון ורזולוצית מיקרון משנה. במאמר זה, אנו מדווחים על השימוש בLIFT כטכניקה שקפצה אריזה להעיף שבב של אנכי חלל לייזרים (VCSELs) פולטות משטח על שבב בקנה מידה. Flip-שבב הוא טכנולוגיה מרכזית באריזת מערכת ואינטגרציה של רכיבים אלקטרוניים ואופטו (OE). כדי להשיג אינטגרציה צפופה של רכיבי המליטה המגרש קנס היא חיונית. למרות שמליטת המגרש בסדר הודגמה על ידי כמה מהטכניקות סטנדרטי אבל יש חלל במונחים של שילוב יחד התכונות חשובות האחרות כגון גמישות, עלות-תועלת, מהירות, דיוק וטמפרטורת עיבוד נמוך. על מנת לעמוד בדרישות אלה אנחנו מדגימים שיטת מליטה בסיוע LIFT תרמו-דחיסה עבור מליטה המגרש קנס של רכיבי OE. בLIFT, סרט דק של החומר להדפסה (המכונה התורם) מופקד על פרצוף אחד של מצע לייזר שקוף תמיכה (המכונה המוביל). איור 1 מתאר את העיקרון הבסיסי של טכניקה זו. דופק לייזר אירוע של עוצמה מספקת לאחר מכן התמקד בממשק שהספק התורם המספק את הכח מניע הנדרש להעביר להעביר פיקסל התורם מהאזור המוקרן על גבי מצע אחר (המכונה המקלט) ממוקם בסמיכות. LIFT דווח לראשונה בשנת 1986 על ידי Bohandy כטכניקה להדפסת קווי נחושת בגודל מיקרון לתיקון תמונה-מסיכות פגומות 3. מאז ההפגנה הראשונה שלה בטכניקה זו צברה עניין רב בטכנולוגית ייצור מיקרו-ננו לדפוסים מבוקרים והדפסה של מגוון רחב של חומרים כגון קרמיקה 4, 5 צינוריות, QDs 6, 7 תאי חיים, גרףENE 8, ליישומים מגוונים כגון ביו-חיישני 9, OLEDs 10, רכיבי אופטו 11, חיישני plasmonic 12, אורגנית-אלקטרוניקה 13 ולהעיף שבב מליטה 14,15. LIFT מציע מספר יתרונות על פני הקפצת ומליטת הטכניקות להעיף שבב הקיים כגון פשטות, מהירות, גמישות, עלות-תועלת, ברזולוציה גבוהה ודיוק לאריזה להעיף שבב של רכיבי OE.

<table><tbody><tr><td>מקור לייזר</td><td>3D MicroMac (3DMM)</td><td>2912-295</td><td></td></tr><tr><td>Photodetector</td><td>Newport&nbsp;</td>סדרת <td></td><td>818</td></tr><tr><td>יחידת מדידת מקור</td><td>Keithley&nbsp;</td><td>2401</td><td></td></tr><tr><td>מד כוח</td><td>ניופורט&nbsp;</td><td>1930</td><td></td></tr><tr><td>תת-מילוי</td><td>נורלנדס</td><td>NOA 86</td><td></td></tr><tr><td>מנורת UV</td><td>Omnicure</td><td>Series 1000 תחנת בדיקה UV</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Cascade Microtech</td><td>דגם 42</td><td></td></tr><tr><td>Flip-chip bonder</td><td>Dr. Tresky</td><td>T-320 X</td><td></td></tr></tbody></table>

העברה קדימה מושרה לייזר לאריזת flip-שבב של מבלטים יחיד

Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies

Flip-שבב אריזה (FC) היא טכנולוגיית מפתח למימוש ביצועים גבוהים, מעגלים-מיניאטורי במיוחד וצפיפות גבוהה בתעשיית המיקרו-האלקטרוניקה. בטכניקה זו השבב ו / או המצע חבוטה ושני מודבקים באמצעות בליטות מוליך אלה. טכניקות להיתקל רבות פותחו ואינטנסיביות נחקרו מאז כניסתה של טכנולוגית FC בשנת 1960 1 כגון הדפסת סטנסיל, הקפצת הרבעה, אידוי וelectroless / גלוון 2. למרות ההתקדמות שהשיטות אלה הפכו כולם סובלים מאחד או יותר מאחד חסרונות שצריך להיות מטופל כגון עלות, מדרגות עיבוד מורכבות, טמפרטורות עיבוד גבוהות, זמן ייצור והכי חשוב חוסר הגמישות. במאמר זה, אנחנו מדגימים טכניקה פשוטה וחסכונית מבוסס לייזר בליטה יוצרים הידוע כמו העברה קדימה מושרה לייזר (LIFT) 3. שימוש בטכניקת LIFT מגוון רחב של חומרי בליטה יכולה בהדואר המודפס בשלב יחיד עם גמישות רבה, במהירות גבוהה ודיוק בRT. בנוסף, LIFT מאפשר הקפצת ומליטה עד שבב בקנה מידה, שהוא קריטי עבור בודה מעגלי אולטרה-זעירים.

איור 7 מראה עקום LIV טיפוסי שנרשם מאחד מהשבבים להעיף השבב הרבים מלוכד VCSEL. התאמה טובה בין הכח האופטי נמדד הספק מצוטט ערכים מצויינים תפקוד מוצלח של הפוסט-המליטה מכשירים מלוכדות. העקומות נרשמו גם-אנקפסולציה ההודעה prior- ועל השוואה שוידאה שencapsulant לא הייתה השפעה על הפונקציונליות השבב (כפי שמוצגת באיור 7). כמו כן, השוואה בין עקומות IV נרשמו לVCSELs להעיף שבב מלוכד ואלו שנרשמו מלמות חשופים הביאה התאמה טובה ובכך, מה שמרמז התנגדות נוספת זניחה שנגר...

אנו מדגימים את השימוש בטכניקת ההעברה מושרה לייזר קדימה (LIFT) להרכבה להעיף שבב של רכיבי אופטו. גישה זו מספקת,, בטמפרטורה נמוכה חסכונית פשוטה, פתרון מהיר וגמיש לעדין המגרש מתנגש ומליטים על שבב בקנה מידה להשגת מעגלים בצפיפות גבוהה עבור יישומי אופטו.

העברה קדימה מושרה לייזר לאריזת Flip-שבב של מבלטים יחיד

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא להדגים את השימוש בטכניקת הרמה באמצעות העברה קדימה המושרה בלייזר (laser induced forward transfer lift) עבור אריזת flip chip של רכיבים אופטואלקטרוניים. הדבר מבוצע על ידי שיקוע שכבה דקה של מתכת, התורם (donor), על מצע זכוכית שקוף, הנשא (carrier). השלב השני הוא תבנית של מצע זכוכית נוסף, המקבל (receiver), באמצעות פוטוליתוגרפיה, הכוללת פדי מגע מתכתיים ומבני בדיקה (probing structures) אליהם מועברים מיקרו-במפים מהתורם.בשלב הבא, התור והמקבל מובאים למגע, ופולס לייזר ממוקד בממשק הנשא-תור. הפולס מעביר את המיקרו-באס (microbus) של התור מהאזור שהוקרן אל פדי המגע של המקבל. השלב האחרון הוא יישור של שבב אופטואלקטרוני למצע המקבל שהורם וביצוע הדבקה של שבב הפוך (flip chip bonding) באמצעות דחיסה תרמית, ולאחר מכן כיסוי (encapsulation) של המכלול המודבק.בסופו של דבר, השבבים האופטואלקטרוניים המחוברים עוברים אפיון חשמלי, אופטי ומכני כדי להדגים את התפקוד המוצלח של השבבים שהחוברים בסיוע הרמה (lift assisted). היתרונות העיקריים של טכניקת ההרמה על פני שיטות קיימות, כגון הדפסת שבלונה (stencil printing), אידוי, ציפוי חשמלי ואלקטרו-פלטינג, הם העובדה שמדובר בתהליך פשוט. הוא מהיר, חסכוני, מתבצע בטמפרטורה נמוכה, ומעל לכל, הוא מספק את הגמישות שחסרה ברוב הטכניקות הסטנדרטיות הללו.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על יישומים הדורשים דיוק גבוה ומרווחים קטנים (fine pitch) עבור ביגוד (bumping) והלחמה (bonding) ברמת השבב לצורך חיבורים בצפיפות גבוהה. השלב הראשון הוא הכנת התשתיות עבור הניסוי. סרטון זה מתחיל בהכנת מצעי זכוכית בגודל שני אינץ' ובגודל של 5 cm על 5 cm עבור התור והמקבל, בהתאמה.על פני השטח של מצע התור קיים סרט מתכת אינדיום בעובי 200 nanometer שהופקד בשיטת אידוי. מצע המקלט עובד בשיטת פוטוליתוגרפיה. התבנית כוללת פדי חיבור של ניקל וזהב בעובי ארבעה micrometer ומבני בדיקה מסוג fanout.לאחר שהמצעים מוכנים, העבירו אותם למערכת ההעברה קדימה בהשראת לייזר (laser induced forward transfer) או למערכת ההרמה (lift). מערכת ההרמה מורכבת מלייזר באורך גל של 355 nanometer ובפולס של 12 picoseconds ומעדשה אובייקטיבית. ראשית, מניחים את מצע הקולט על שולחן הוואקום של במת ההזזה.לאחר מכן, הגדירו את מיקום ההדפסה על מצע המקבל באמצעות מערכת ראייה מבוססת מצלמה, והניחו את התורם על גבי מצע המקבל. התורם והמקבל צריכים להיות במגע, כאשר התורם נמצא ראשון בנתיב האופטי של הלייזר. השתמשו במערכת הראייה כדי לכוונן את הפוקוס ולמקד את קרן הלייזר בממשק שבין הנשא לתורם.בתוכנת הבקרת הלייזר, הזינו את התבנית הרצויה עבור בליטות האינדיום שיועברו אל פדי הקישור של המקלט והתחילו את הסריקה. להלן דוגמה לפדי הקישור של המקלט לאחר העברת הבליטות. ניתן ליצור בליטות עבות יותר על ידי הזזת התורם לאזור חדש וחזרה על הסריקה.הבליטות המודפסות נבדקות באמצעות מערכת המצלמות של התוכנה. לאחר הסרת מצע התורמה מהחלק העליון כדי להמשיך, הוצא את המקבל עם הבליטות מבמת ההזזה. העבר מקבל עם בליטות למכונת bonding חצי-אוטומטית של flip chip לצורך חיבורו לשבב אופטואלקטרוני.הנח את המקלט על פלטת הוואקום המתאימה. לאחר מכן, השג שבב אופטואלקטרוני מסוג vixo לחיבור למצע המקלט בעל הבליטות (bumped). להלן תמונה של שבב vixo, שגודלו כ-1000 micrometers על 350 micrometers.הנח את ה-vle על פלטת ואקום של המכשיר להדבקה (bonder) כאשר השטח הפעיל פונה כלפי מטה. כעת התחל בתהליך ההדבקה. ראשית, בחר את כלי האיסוף בצורת מחט ויישר אותו למרכז שבב ה-vle.הרימו את השבב והשתמשו במערכת יישור המצלמה כדי ליישיר את פדי החיבור (bond pads) של השבב עם פדי המגעים המבובבים (bumped contact pads) התואמים על מצע המקלט. לאחר יישור הפדים, הניחו את השבב על המצע וחברו ביניהם על ידי הפעלת כוח של 12.5 gram לכל בומפ בטמפרטורה של כ-200 degrees Celsius למשך כחמש דקות. עם השלמת החיבור, השתמשו במחט של מזרק כדי להתיז דבק שקוף אופטית הנרפא ב-UV מסביב לקצוות המכלול.הקשח את הדבק באמצעות מנורת UV למשך כ-30 שניות. לאחר מכן, הסר את המכלול כדי לאפיין אותו. לאחר הייצור, המכלול המחובר מוכן להערכת ביצועיו האלקטרו-אופטיים. השתמש בעמדת בדיקה (probe station) כדי להקליט עקומות זרם-מתח של אור.ציידו את התחנה בבמה עם חור במרכזה למעבר האור הנפלט מה-vle המחובר, והניחו עליה את המצע עם ה-flip chip. ודאו שה-vle המחובר מיושר ביחס לחור. לאחר מכן, הניחו גלאי אור מתחת לבמה.השתמש במיקרוסקופ כדי ליישר את השטח הפעיל שלו עם השבב המחובר, ולאחר מכן המשך במיקום מדויק של מחטי הבדיקה על פדי הבדיקה מניקל-זהב. זוהי תמונה של שבב מיושר כראוי עם מחטים הממוקמות למדידה. במהלך המדידות, הזרק זרם של עד 10 milliamps ומדוד את מפל המתח על פני ה-vle ואת הספק האור הנפלט.הקוים הכחולים הרצופים והאדומים המקווקווים הם נתונים של מדידות מתח זרם עבור השבב האופטואלקטרוני לפני ואחרי הכמיסה. העקומה השחורה הרצופה והעקומה השחורה המקווקוות הן נתונים של הספק אופטי שנפלט מהשבב האופטואלקטרוני לפני ואחרי הכמיסה. נתונים אלו מאשרים את התפקוד התקין של ה-VIX Excels לאחר ההלחמה וכי לחומר הכמיסה (ENCAPSULANT) לא הייתה השפעה על תפקוד השבב.בגרף זה מושוות עקומות זרם-מתח שנמדדו עבור מכלולי flip chip שהודבקו בלחצים שונים, אל מול עקומות שנמדדו מסיליקון חשוף (bear die). נתון זה תומך במסקנה כי ההתנגדות הנוספת הנובעת מבליטות (bumps) שהודפסו בשיטת laser induced forward transfer היא זניחה. שבבי הלייזר מסוג vertical cavity surface emitting laser שהודבקו נבחנו במבחן יישון בתא אקלים בטמפרטורה של 85 °C ובלחות יחסית של 85% למשך 400 שעות.ההתנגדות הממוצעת בזרם ישר (DC), המסומנת באדום, אינה מראה שינוי לאורך זמן; עבור ההספק האופטי הממוצע, נרשם שינוי של פחות מ-0.3 decibel, המסומן בכחול. לאחר אופטימיזציה של הפרמטרים להדפסת הרמה (lift printing) והדבקה בדחיסה תרמית (thermo compression bonding), ניתן לבצע את האריזה בפחות מ-10 דקות. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה בשימוש בטכניקת ההרמה לאריזת flip chip של רכיבים כרוניים אופטימליים בודדים, אותה ניתן להרחיב בהמשך לרמת פרוסה (wafer level).

laser-induced-forward-transfer-for-flip-chip-packaging-of-single-dies

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

סרטון זה מדגים את השימוש בשבב מיקרופלואידי חוץ-תאי מצופה מטריצה כדי להבדיל תאי גזע עצביים ותאי אב או NPCs באמצעות גירוי חשמלי. לאחר הזריעה וההיצמדות לאזור המצופה, NPCs גדלים, ויישום זרם ישיר מעורר את התמיינותם לנוירונים, אסטרוציטים ואוליגודנדרוציטים.

התמיינות הנגרמת על ידי גירוי חשמלי של תאי גזע עצביים ותאי אב

נייר זה מציג אסטרטגית 3D תוסף micromanufacturing (שמכונה "מיקרו בנייה") עבור הייצור גמיש של מערכת מייקר מבנים (MEMS) והתקנים. גישה זו כרוכה בהרכבה המבוסס על דפוס העברה של חומרי מיקרו / ננו בשילוב עם טכניקות מליטה חומרים מהירים תרמית המאפשר חישול.

מיקרו בנייה לMicromanufacturing 3D תוסף

אנו מדגימים את השימוש בטכניקת העברה קדימה המושרה בלייזר (LIFT) להדפסת משחת Ag בעלת צמיגות גבוהה. טכניקה זו מציעה תהליך פשוט, בטמפרטורה נמוכה וחזק להדפסה לא ליטוגרפית של מבנים דו-ממדיים ותלת-ממדיים בקנה מידה מיקרו.

העברה קדימה-induced לייזר של Ag Nanopaste

זיהוי פלואורסצנטי רב צבעוני במיקרופלואידיקה טיפתית כולל בדרך כלל מערכות גילוי מבוססות מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי מגושמות ומורכבות. כאן אנו מתארים ערכת זיהוי רב-צבעונית קומפקטית ומודולרית המשתמשת במערך של סיבים אופטיים כדי לקודד זמנית נתונים רב-צבעוניים שנאספו על ידי גלאי פוטו יחיד.

ססגוניות קרינת איתור עבור מיקרופלואידיקה אגל באמצעות סיבים אופטיים

תהליך ייצור השבבים כי משלבת פינצטה plasmonic מוצג כאן. השבב מאפשר הדמיה של חלקיק לכודים למדוד כוחות לכידה מירבית.

השמנת Plasmonic ושחרור של חלקיקים בסביבת ניטור

התקנים מיקרופלואידיים רב-שכבתיים כוללים לעתים קרובות ייצור של תבניות מאסטר עם גיאומטריות מורכבות לפונקציונליות. מאמר זה מציג פרוטוקול שלם עבור פוטוליתוגרפיה רב-שלבית עם שסתומים ומאפייני גובה משתנה הניתנים לכוונון לכל יישום. כהדגמה, אנו מייצרים מחולל טיפות מיקרופלואידיות המסוגל לייצר חרוזי הידרוג'ל.

פוטו-ליתוגרפיה גובה רב שלבי משתנה עבור Valved רב שכבתי מכשירים microfluidic

מאמר זה מציג מתודולוגיה מיקרו-מלאכותית ממלכודות יון פני השטח, כמו גם הליך ניסיוני מפורט של השמנה איטרביום יונים בסביבת בטמפרטורת החדר.

שיטות נסיוניות שמחייב יונים באמצעות Microfabricated על פני השטח מלכודות יונים

אחסון הוא פרמטר חשוב לגבי מאפיינים פיזיולוגיים ופתולוגיים של תאים. אנו מתארים שיטה הדרה פלורסנט ומאפשר מלא-שדה למדידה של במבחנה כמות עצביים עם תת מיקרומטר רזולוציה צירית הנדרש לניתוח של neurites ומבנים דינמי משתמעת בצמיחה עצביים.

ברזולוציה גבוהה אמצעי הדמיה של נוירונים על ידי שימוש של זריחה החרגה שיטה והתקנים Microfluidic ייעודי

מיקרוסקופ אופטי ברזולוציה גבוהה מבוססי שבב הוא גישה מקורית למיקרוסקופיה פלואורסצנטית ומציעה יתרונות ביעילות ובתפוקה. כאן, הפרוטוקולים להכנת השבבים וההדמיה מוצגים עבור מיקרוסקופ TIRF ומיקרוסקופ ברזולוציה סופר מבוססי-לוקליזציה.

כולל תפוקה גבוהה של השתקפות פנימית ומיקרוסקופ שחזור אופטי סטוכסטי אופטיים באמצעות שבב פוטוני

פרוטוקול מוצג עבור הקרן אוטומטית של רדידות זהב דקות עם פולסים לייזר בעוצמה גבוהה. הפרוטוקול כולל תיאור שלב אחר שלב של תהליך ייצור היעד micromachining ומדריך מפורט לאופן שבו מטרות מובאות למוקד הלייזר בקצב של 0.2 הרץ.

אספקה אוטומטית של מטרות מיקרו-פבריקט לניסויים אינטנסיביים בהקרן לייזר

פרוטוקול זה מתאר ייצור של חלון הדמיה משולב מושתל באמצעות הדפסת לייזר תלת מימדית. החלון מורכב ממערכת של מיקרו-עדשות יחד עם מיקרו-פיגומים. השיטה כוללת פילמור דו-פוטוני (2PP) של הפוטו-רזיסט SZ2080 התואם ביולוגית ברצף רציף, תוך אופטימיזציה של יעילות הייצור והיישור בין הרכיבים השונים.

מיקרו-ייצור של אופטיקה מושתלת משולבת בחלון הדמיה מיקרו-מובנה להדמיה מתקדמת in vivo

למד את שיטת LIFT להעברת מיקרו-בליטים מתכתיים באמצעות לייזר לאריזת רכיבים אופטואלקטרוניים. שיטה זו מציעה פתרון פשוט, בעלות נמוכה וטמפרטורה נמוכה לייצור מעגלים צפופים.

העברה קדימה מושרה לייזר לאריזת Flip-שבב של מבלטים יחיד

גלה סרטונים נוספים