Name: Laserowo indukowany transfer do przodu do pakowania pojedynczych matryc metodą flip-chip (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-03-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Poznaj technikę LIFT do pakowania flip-chip komponentów optoelektronicznych. Metoda ta umożliwia szybki, niskotemperaturowy transfer mikro-wypustek metalowych z wysoką precyzją.

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

Ta praca została wykonana w ramach projektu "MIRAGE", finansowanego przez Komisję Europejską w ramach programu FP7.

1. Klejenie flip-chip wspomagane podnoszeniem
UWAGA: Realizacja zestawów flip-chip wspomaganych przez LIFT składa się z trzech etapów, a mianowicie: mikro-podbicie podłoży techniką LIFT, dołączenie chipów optoelektronicznych do wypukłych podłoży za pomocą metody termokompresyjnego łączenia flip-chip, a na końcu hermetyzacja połączonych zespołów. Każdy z tych etapów został omówiony w następujących sekcjach:
<ol>
	<li>Mikro-bumping za pomocą LIFT:
	<ol>
		<li>W celu przygotowania dawcy należy umieścić cienką warstwę materiału dawcy na przezroczystym laserowo podłożu nośnikowym. W tym eksperymencie odparuj warstwę indu o grubości 200 nm na szklanym podłożu nośnym o wymiarach: średnica 2 cale x grubość 0,05 cm. 
		UWAGA: Metoda przygotowania donora zależy od fazy materiału dawcy, np. należy zastosować odparowanie i rozpylanie w przypadku materiałów donorowych w fazie stałej oraz powlekanie wirowe i doctor-blading w przypadku donorów w fazie ciekłej.</li>
		<li>Do przygotowania odbiornika należy użyć podłoży szklanych o wymiarach 5 x 5 x 0,07cm3 jako odbiorników. Uformuj te podłoża za pomocą metalowych podkładek stykowych do łączenia chipa OE i rozchodzących się struktur sondujących za pomocą fotolitografii. W tym eksperymencie zastosowano podkładki wiążące Ni-Au o grubości 4 μm i rozchodzące się ścieżki sondujące na szklanych podłożach odbiornika.</li>
		<li>Następnie umieść dawcę w kontakcie z odbiorcą i zamontuj zestaw dawca-biorca na sterowanym komputerowo stoliku translacji X-Y. 
		UWAGA: W zależności od fazy materiału donorowego (np. ciało stałe (ind) lub ciecz (tusz/pasta)) i jego grubości, podłoża donora i odbiornika są umieszczane w optymalnej separacji, którą można łatwo kontrolować (np. za pomocą metalowych przekładek).</li>
		<li>Skoncentruj padającą wiązkę laserową na granicy nośnej i dawcy za pomocą soczewki obiektywu o ogniskowej 160 mm i zeskanuj wiązkę (rozmiar plamki 20 μm) w poprzek podłoża dawcy w celu przeniesienia mikroguzków dawcy na podkładki wiążące odbiornika. Użyj pikosekundowego źródła lasera o długości fali 355 nm i czasie trwania impulsu 12 psec, aby PODNIEŚĆ guzki indu na podkładki łączące odbiornika z płynnością 270 mJ/cm2. 
		UWAGA: Właściwości lasera, takie jak energia, nie. Liczba impulsów, wysokość soczewki obiektywu, współrzędne dokładnego położenia na podłożu odbiornika do drukowania mikroguzków dawcy oraz pożądany wzór do przeniesienia są dokładnie kontrolowane przez program komputerowy. Kluczowe parametry eksperymentalne (np. fluencja transferu) muszą zostać zoptymalizowane w przypadku zastosowania innego źródła lasera.</li>
		<li>W przypadku grubszych guzków przenieś dawcę na nowe miejsce i powtórz krok 1.1.4 kilka razy. Na przykład, powtórz krok 1.1.4 sześć razy, aby uzyskać stos 6 wybrzuszeń indu wydrukowanych jeden na drugim w tym eksperymencie. Końcowe uchylone guzki mają średnią wysokość ~ 1,5 μm i średnicę 20 μm (rysunek 2). 
		UWAGA: W tych eksperymentach profil powierzchni i grubość nierówności zostały zmierzone za pomocą profilometru optycznego. Zbadano, że guzki miały morfologię wypukłą/kopułową o średniej grubości 1,5 μm, uśrednionej w stosunku do średnicy guza (jak zaznaczono na żółto na rysunku 3). Powodem tego jest fakt, że donor topił się w strefie naświetlanej laserowo, a przenoszony granulat następnie ponownie zestalał się po dotarciu do powierzchni odbiornika (Ind ma niską temperaturę topnienia). Zaletą tego rozwiązania jest to, że zapewnia dobrą przyczepność wydrukowanego wybrzuszenia do klocków stykowych VCSEL.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Klejenie termokompresyjne wiórów z podłożem (rysunki 4-6):
	<ol>
		<li>Użyj półautomatycznego klejenia typu flip-chip do klejenia chipów optoelektronicznych z wypukłymi podłożami.</li>
		<li>Załaduj wypukły odbiornik i chip, który ma być przyklejony, na odpowiednie płyty próżniowe spawalnika. Umieść chip w pozycji odwróconej, tj. z jego aktywnym obszarem skierowanym w dół.</li>
		<li>Użyj odpowiedniego narzędzia do pobierania i wyrównaj je na środku wióra. Użyj narzędzia w kształcie igły, jak pokazano na rysunku 5. Następnie wybierz żeton za pomocą tego narzędzia do podnoszenia.</li>
		<li>Wyrównaj podkładki łączące chipy z odpowiednimi podkładkami stykowymi na podłożu odbiornika za pomocą systemu wyrównywania kamery.</li>
		<li>Po wyrównaniu umieść wiór na podłożu.</li>
		<li>Zastosuj jednocześnie ciepło (~ 200 °C) i ciśnienie (12,5 gf/uderzenie), aby uzyskać elektryczne i mechaniczne połączenia wióra z podłożem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Hermetyzacja zespołów klejonych (rysunki 4-6):
	<ol>
		<li>Dozować optycznie przezroczysty klej wokół krawędzi klejonego zestawu za pomocą igły strzykawki. Obudowa zwiększa niezawodność mechaniczną zespołów klejonych. Użyj jednoskładnikowego kleju utwardzanego promieniami UV, takiego jak NOA 86, do hermetyzacji połączonych wiórów.</li>
		<li>Klej utwardzamy za pomocą lampy UV przez ~30 sek.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Charakterystyka laserów emitujących powierzchnię z pionową wnęką (VCSELs)
UWAGA: Po wyprodukowaniu następnym krokiem jest ocena wydajności elektrooptycznej połączonych zespołów. Krzywe światło-prąd-napięcie (LIV) urządzeń są rejestrowane po łączeniu za pomocą stacji pomiarowej. Do testowania potrzebne są następujące kroki:
<ol>
	<li>Umieść urządzenie połączone z flip-chipem na specjalnie wykonanej przezroczystej scenie. Stolik posiada otwór wywiercony w środku, który zapewnia łatwy dostęp do światła emitowanego przez VCSEL.</li>
	<li>Umieść fotodetektor (PD) pod przezroczystym stolikiem i wyrównaj jego obszar aktywny z połączonym chipem za pomocą mikroskopu.</li>
	<li>Precyzyjnie umieść igły pomiarowe na końcówkach sondujących Ni-Au za pomocą mikroskopu.</li>
	<li>Wstrzyknąć prąd do 10 mA i zmierzyć spadek napięcia na VCSEL oraz emitowane przez niego światło za pomocą odpowiednio miernika źródła prądu/napięcia i miernika mocy.</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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tym artykule zademonstrowaliśmy termokompresyjne wiązanie pojedynczych chipów VCSEL metodą flip-chip przy użyciu laserowej techniki bezpośredniego zapisu zwanej LIFT. Etapy produkcji montażu obejmowały wydrukowanie mikrowybrzuszeń indu na podkładkach stykowych podłoża przy użyciu techniki LIFT. Następnie nastąpiło termokompresyjne wiązanie chipów VCSEL z wypukłymi podłożami, a na końcu ich enkapsulacja.
Elektryczna, optyczna i mechaniczna niezawodność chipów klejonych wspomaganych podnośniki...

Laserowo indukowany transfer do przodu (LIFT) to wszechstronna metoda wytwarzania przyrostowego z bezpośrednim zapisem do jednoetapowego definiowania wzoru i transferu materiału z rozdzielczością mikronową i submikronową. W tym artykule przedstawiono zastosowanie LIFT jako techniki bumpingu do pakowania flip-chip laserów emitujących powierzchnię z pionową wnęką (VCSEL) w skali chipowej. Flip-chip to kluczowa technologia w pakowaniu systemów i integracji komponentów elektronicznych i optoelektronicznych (OE). Aby osiągnąć gęstą integrację komponentów, niezbędne jest klejenie o drobnym skoku. Chociaż klejenie o drobnym skoku zostało zademonstrowane za pomocą niektórych standardowych technik, istnieje luka, jeśli chodzi o łączenie ze sobą innych ważnych cech, takich jak elastyczność, opłacalność, szybkość, dokładność i niska temperatura obróbki. Aby sprostać tym wymaganiom, demonstrujemy metodę klejenia termokompresyjnego wspomaganego podnoszeniem do klejenia elementów OE o drobnym skoku.
W LIFT, cienka warstwa materiału do wydrukowania (określana jako dawca) jest nakładana na jedną powierzchnię laserowo przezroczystego podłoża nośnego (zwanego nośnikiem). Rysunek 1 przedstawia podstawową zasadę tej techniki. Padający impuls laserowy o wystarczającej intensywności jest następnie skupiany na granicy faz nośny-dawca, który zapewnia siłę napędową wymaganą do przeniesienia piksela dawcy ze strefy napromienianej na inne podłoże (zwane odbiornikiem) umieszczone w bliskiej odległości.
LIFT został po raz pierwszy opisany w 1986 roku przez Bohandy'ego jako technika drukowania linii miedzianych o rozmiarach mikronów do naprawy uszkodzonych fotomasek3. Od czasu pierwszej demonstracji technika ta zyskała duże zainteresowanie jako technologia wytwarzania mikro-nano do kontrolowanego tworzenia wzorów i drukowania szerokiej gamy materiałów, takich jak ceramika4, CNT5, QDs6, żywe komórki7, grafen8, do różnych zastosowań, takich jak biosensory9, OLED10, komponenty optoelektroniczne 11, czujniki plazmoniczne12, elektronika organiczna13 i klejenie typu flip-chip14,15.
LIFT oferuje kilka zalet w porównaniu z istniejącymi technikami łączenia i łączenia typu flip-chip, takich jak prostota, szybkość, elastyczność, opłacalność, wysoka rozdzielczość i dokładność pakowania komponentów OE w typu flip-chip.

<table><tbody><tr><td>Źródło laserowe</td><td>3D MicroMac (3DMM)</td><td>2912-295</td><td></td></tr><tr><td>Fotodetektor</td><td>Newport&nbsp;</td>Seria <td></td><td>818</td></tr><tr><td>Źródłowa jednostka pomiarowa</td><td>Keithley&nbsp;</td><td>2401</td><td></td></tr><tr><td>Miernik mocy</td><td>Newport&nbsp;</td><td>1930</td><td></td></tr><tr><td>Underfill</td><td>Norlands</td><td>NOA 86</td><td></td></tr><tr><td>Lampa UV</td><td>Omnicure</td><td>Series 1000 Stacja</td> sondy UV <td></td></tr><tr><td></td><td>Cascade Microtech</td><td>model 42</td><td></td></tr><tr><td>Bonder typu flip-chip</td><td>Dr. Tresky</td><td>T-320 X</td><td></td></tr></tbody></table>

laserowo indukowany transfer do przodu do pakowania pojedynczych matryc metodą flip-chip

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

Opakowanie typu flip-chip (FC) jest kluczową technologią do realizacji wysokowydajnych, ultra-zminiaturyzowanych i gęstych obwodów w przemyśle mikroelektronicznym. W tej technice wiór i/lub podłoże są wybijane, a oba są łączone za pomocą tych przewodzących wybrzuszeń. Od czasu wprowadzenia technologii FC w 1960 r.1 opracowano i intensywnie badano wiele technik wybijania, takich jak drukowanie szablonowe, wbijanie kołków, odparowywanie i galwanizacja2. Pomimo postępu, jaki poczyniły te metody, wszystkie one mają jedną lub więcej niż jedną wadę, którą należy rozwiązać, taką jak koszty, złożone etapy przetwarzania, wysokie temperatury przetwarzania, czas produkcji i, co najważniejsze, brak elastyczności. W tym artykule zademonstrujemy prostą i ekonomiczną technikę laserowego formowania guzków, znaną jako laserowo indukowany transfer do przodu (LIFT)3. Korzystając z techniki LIFT, można drukować w jednym kroku szeroką gamę materiałów wypukłych z dużą elastycznością, dużą prędkością i dokładnością w RT. Ponadto LIFT umożliwia uderzanie i klejenie w dół do skali chipowej, co ma kluczowe znaczenie dla produkcji ultraminiaturowych obwodów.

Rysunek 7 przedstawia typową krzywą LIV zarejestrowaną dla jednego z wielu chipów VCSEL połączonych metodą flip-chip. Dobra zgodność zmierzonej mocy optycznej z wartościami podanymi przez dostawcę wskazała na prawidłowe funkcjonowanie połączonych urządzeń po procesie bondowania. Krzywe zapisywano również przed i po enkapsulacji; porównanie tych wyników potwierdziło, że materiał enkapsulujący nie miał wpływu na funkcjonalność chipa (jak pokazano na Rysunku 7). Ponadto porównanie krzywych ...

Pokazujemy użycie techniki laserowego transferu do przodu (LIFT) do składania komponentów optoelektronicznych za pomocą flip-chipów. Takie podejście zapewnia proste, ekonomiczne, niskotemperaturowe, szybkie i elastyczne rozwiązanie do drobnoziarnistego wybijania i łączenia w skali chipowej w celu uzyskania obwodów o dużej gęstości do zastosowań optoelektronicznych.

Laserowo indukowany transfer do przodu do pakowania pojedynczych matryc metodą flip-chip

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

Ogólnym celem niniejszej procedury jest zademonstrowanie zastosowania techniki laserowego transferu w przód (LIFT) do montażu typu flip-chip komponentów optoelektronicznych. Jest to realizowane poprzez osadzenie cienkiej warstwy metalu (donora) na przezroczystym szklanym podłożu (nośniku). Drugim krokiem jest naniesienie na drugie podłoże szklane (odbiornik) za pomocą fotolitografii metalicznych pól kontaktowych i struktur pomiarowych, na które przenoszone są mikro-kule donora.Następnie donor i odbiornik zostają ze sobą zetknięte, a impuls laserowy zostaje skupiony na styku nośnika i donora. Impuls powoduje transfer mikroprzewodnika donora z obszaru naświetlanego na pola kontaktowe odbiornika. Ostatnim krokiem jest wyrównanie układu optoelektronicznego względem podniesionego podłoża odbiornika i wykonanie termicznego wiązania flip-chip z naciskiem, a następnie enkapsulacja zmontowanego układu.Ostatecznie, zlutowane chipy optoelektroniczne zostają poddane charakterystyce elektrycznej, optycznej i mechanicznej, aby wykazać prawidłowe funkcjonowanie chipów łączonych z wykorzystaniem techniki lift-off. Głównymi zaletami techniki lift-off w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak druk szablonowy, odparowanie, galwanostyk i elektroplating, jest to, że jest to proces prosty. Jest on szybki, efektywny kosztowo, niskotemperaturowy i przede wszystkim zapewnia elastyczność, której brakuje większości tych standardowych technik.Zastosowania tej techniki obejmują procesy wymagające wysokiej dokładności i małego skoku przy tworzeniu wypustek (bumping) oraz połączeń na poziomie układu scalonego w celu uzyskania interkonektów o wysokiej gęstości. Pierwszym krokiem jest przygotowanie podłoży do eksperymentu. W tym filmie przygotowywane są szklane podłoża o średnicy dwóch cali dla donora oraz o wymiarach pięciu centymetrów na pięć centymetrów dla biorcy.Podłoże donora posiada naniesioną metodą naparowania na powierzchnię warstwę metalu indy o grubości 200 nanometrów. Podłoże odbiorcy zostało ukształtowane za pomocą fotolitografii. Wzorzec obejmuje czteromikrometrowe niklowe i złote pola przyłączeniowe oraz struktury do sondowania typu fan-out.Po przygotowaniu podłoży należy przenieść je do układu laserowego przeniesienia w przód (LIFT) lub układu lift. Układ lift składa się z lasera o długości fali 355 nanometrów, czasie trwania impulsu 12 pikosekund oraz obiektywu. W pierwszej kolejności podłoże odbiorcze umieszcza się na stole próżniowym stołu translacyjnego.Następnie, przy użyciu systemu wizyjnego z kamerą, definiuje się pozycję druku na podłożu odbiorczym, a następnie umieszcza donor na podłożu odbiorczym. Donor i odbiornik powinny stykać się, przy czym donor musi znajdować się najpierw na drodze optycznej lasera. Należy użyć systemu wizyjnego z kamerą, aby wyregulować ostrość i skupić wiązkę lasera na styku nośnika i donora.W oprogramowaniu sterującym laserem wprowadź pożądany wzór wypustek indowych, które mają zostać przeniesione na pady przyłączeniowe odbiornika, a następnie rozpocznij skanowanie. Poniżej przedstawiono przykład padów przyłączeniowych odbiornika po przeniesieniu wypustek. Grubsze wypustki można uzyskać, przesuwając donor w nowy obszar i powtarzając skanowanie.Wydrukowane wypustki są sprawdzane za pomocą systemu kamer oprogramowania. Po usunięciu podłoża donora z górnej części w celu kontynuacji procesu, wyjmij wypustkowany odbiornik ze stołu translacyjnego. Przenieś wypustkowany odbiornik do półautomatycznego urządzenia do bondowania flip-chip, aby połączyć go z chipem optoelektronicznym.Umieść odbiornik na odpowiedniej płycie próżniowej. Następnie przygotuj optoelektroniczny chip vixo do połączenia z podłożem odbiornika z wyprowadzeniami (bumped). Poniżej znajduje się obraz chipu vixo, który ma wymiary około 1000 micrometers na 350 micrometers.Umieść vle na płycie próżniowej urządzenia do bondowania obszarem aktywnym skierowanym w dół. Następnie rozpocznij proces bondowania. Najpierw wybierz narzędzie do podnoszenia w kształcie igły i ustaw je w centrum chipa vle.Podnieś chip i za pomocą systemu wyrównywania obrazu z kamery dopasuj pady przyłączeniowe chipu do odpowiadających im wypukłych padów kontaktowych na podłożu odbiorczym. Po wyrównaniu padów umieść chip na podłożu i połącz oba elementy, przykładając siłę 12,5 g na wypukłość w temperaturze około 200 °C przez około pięć minut. Po zakończeniu procesu bondingu użyj igły strzykawki, aby nanieść optycznie przezroczysty klej utwardzany promieniami UV wokół krawędzi zespołu.Utwardź klej za pomocą lampy UV przez około 30 sekund. Następnie wyjmij zespół w celu jego charakterystyki. Po zakończeniu procesu wytwarzania złączony zespół jest gotowy do oceny jego parametrów elektrooptycznych. Wykorzystaj stację pomiarową do rejestracji krzywych prądowo-napięciowych światła.Wyposaż stanowisko w stolik z otworem w centrum, umożliwiającym przejście światła emitowanego przez przyłączony vle, i zamontuj na nim podłoże z flip-chipem. Upewnij się, że przyłączony vle jest wyrównany względem otworu. Następnie umieść detektor światła pod stolikiem.Użyj mikroskopu, aby wyrównać obszar aktywny z przywiązanym chipem, a następnie precyzyjnie ustaw igły sond na niklowo-złotych polach kontaktowych. Na zdjęciu przedstawiono prawidłowo wyrównany chip z sondami ustawionymi do pomiaru. Podczas pomiarów wpuść prąd o natężeniu do 10 mA i zmierz spadek napięcia na vle oraz moc emitowanego światła.Krzywa ciągła niebieska oraz krzywa przerywana czerwona przedstawiają dane z pomiarów napięcia prądu dla układu optoelektronicznego przed i po enkapsulacji. Krzywa ciągła czarna oraz krzywa przerywana czarna to dane dotyczące mocy optycznej emitowanej przez układ optoelektroniczny przed i po enkapsulacji. Dane te potwierdzają prawidłowe działanie VIX Excels po połączeniu oraz wskazują, że ENCAPSULANT nie wpłynął na funkcjonalność układu.Na tym wykresie porównano krzywe charakterystyki prądowo-napięciowej dla zestawów flip-chip łączonych przy różnym ciśnieniu z krzywymi zarejestrowanymi dla gołego kryształu. Potwierdza to wniosek, że dodatkowa rezystancja wynikająca z zastosowania wyprowadzeń naniesionych metodą laserowego transferu bezpośredniego jest pomijalna. Połączone układy laserów powierzchniowych z pionową wnęką emitującą były poddawane testom starzeniowym w komorze klimatycznej w temperaturze 85 °C i wilgotności względnej 85% przez 400 godzin.Średnia rezystancja DC zaznaczona na czerwono nie wykazuje zmian w czasie dla średniej mocy optycznej, natomiast na niebiesko odnotowano zmianę mniejszą niż 0,3 decybela. Po zoptymalizowaniu parametrów drukowania lift-off oraz wiązania termokompresyjnego, proces obudowy można przeprowadzić w czasie krótszym niż 10 minut. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat zastosowania techniki lift-off w obudowywaniu flip-chip pojedynczych optymalnych komponentów chronicznych, co może zostać następnie przeskalowane do poziomu wafla.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Przenoszenie naprzód indukowane laserem w opakowaniu Flip-chip pojedynczych płytek

Ten film demonstruje użycie mikroprzepływowego chipa pokrytego macierzą zewnątrzkomórkową do różnicowania nerwowych komórek macierzystych i progenitorowych lub NPC za pomocą stymulacji elektrycznej. Po wysianiu i przyleganiu do pokrytego obszaru NPC rosną, a zastosowanie prądu stałego wyzwala ich różnicowanie w neurony, astrocyty i oligodendrocyty.

Różnicowanie nerwowych komórek macierzystych i progenitorowych wywołane stymulacją elektryczną

Ten artykuł przedstawia strategię mikroprodukcji 3D addytywnej (określanej jako 'mikromurarstwo') do elastycznego wytwarzania struktur i urządzeń systemów mikroelektromechanicznych (MEMS). Podejście to obejmuje montaż materiałów w mikro i nanoskali w oparciu o druk transferowy w połączeniu z technikami szybkiego łączenia materiałów z wykorzystaniem wyżarzania termicznego.

Mikromurarstwo do mikroprodukcji addytywnej 3D

Demonstrujemy użycie techniki laserowego transferu do przodu (LIFT) do drukowania pasty Ag o wysokiej lepkości. Technika ta oferuje prosty, niskotemperaturowy, solidny proces do nielitograficznego drukowania struktur 2D i 3D w mikroskali.

Indukowany laserowo transfer do przodu nanopasty Ag

Wielokolorowa detekcja fluorescencji w mikrofluidyce kropelkowej zazwyczaj obejmuje nieporęczne i złożone systemy detekcji oparte na mikroskopie epifluorescencyjnym. Tutaj opisujemy kompaktowy i modułowy schemat detekcji wielokolorowej, który wykorzystuje szereg światłowodów do czasowego kodowania wielokolorowych danych zebranych przez pojedynczy fotodetektor.

Wielokolorowa detekcja fluorescencji dla mikrofluidyki kropelkowej z wykorzystaniem światłowodów

Przedstawiono tutaj proces produkcji mikroprocesorów, który wykorzystuje plazmoniczną pęsetę. Mikroczip umożliwia obrazowanie uwięzionej cząstki w celu zmierzenia maksymalnych sił wychwytywania.

Pułapkowanie plazmoniczne i uwalnianie nanocząstek w środowisku monitorowania

Wielowarstwowe urządzenia mikroprzepływowe często wiążą się z wytwarzaniem form wzorcowych o skomplikowanej geometrii dla funkcjonalności. W tym artykule przedstawiono kompletny protokół wieloetapowej fotolitografii z zaworami i funkcjami o zmiennej wysokości, które można dostosować do dowolnego zastosowania. W ramach demonstracji wytwarzamy mikroprzepływowy generator kropel zdolny do wytwarzania kulek hydrożelowych.

Wieloetapowa fotolitografia o zmiennej wysokości dla wielowarstwowych urządzeń mikroprzepływowych z zaworami

Ten artykuł przedstawia metodologię mikrofabrykacji dla powierzchniowych pułapek jonowych, jak również szczegółową eksperymentalną procedurę wychwytywania jonów iterbu w środowisku o temperaturze pokojowej.

Eksperymentalne metody wychwytywania jonów za pomocą mikrofabrykowanych powierzchniowych pułapek jonowych

Objętość jest ważnym parametrem dotyczącym fizjologicznych i patologicznych cech komórek. Opisujemy metodę wykluczenia fluorescencyjnego pozwalającą na pomiar objętości neuronów in vitro w pełnym polu z submikrometryczną rozdzielczością osiową wymaganą do analizy neurytów i dynamicznych struktur implikowanych we wzroście neuronów.

Wysokorozdzielcze obrazowanie objętościowe neuronów z wykorzystaniem metody fluorescencji eXclusion oraz dedykowanych urządzeń mikroprzepływowych

Mikroskopia optyczna oparta na chipach jest nowatorskim podejściem do mikroskopii fluorescencyjnej i oferuje korzyści w zakresie efektywności kosztowej i przepustowości. W tym miejscu przedstawiono protokoły przygotowania i obrazowania chipów dla mikroskopii TIRF i mikroskopii superrozdzielczej opartej na lokalizacji.

Wysokoprzepustowa mikroskopia fluorescencji całkowitego wewnętrznego odbicia i bezpośredniej stochastycznej rekonstrukcji optycznej z wykorzystaniem chipa fotonicznego

Przedstawiono protokół automatycznego naświetlania cienkich złotych folii impulsami laserowymi o wysokiej intensywności. Protokół zawiera szczegółowy opis procesu wytwarzania tarcz do mikroobróbki oraz szczegółowy przewodnik dotyczący sposobu ustawiania celów w ognisku lasera z częstotliwością 0,2 Hz.

Zautomatyzowane dostarczanie mikrofabrykowanych tarcz do intensywnych eksperymentów z napromieniowaniem laserowym

Ten protokół opisuje wytwarzanie wszczepialnego, zintegrowanego okna obrazowania za pomocą laserowego druku 3D. Okno składa się z systemu mikrosoczewek sprzężonych z mikrorusztowaniami. Metoda polega na polimeryzacji dwufotonowej (2PP) biokompatybilnego fotorezystu SZ2080 w ciągłej sekwencji, optymalizując wydajność produkcji i wyrównanie między różnymi komponentami.

Mikrofabrykacja wszczepialnej optyki zintegrowanej z mikrostrukturalnym oknem obrazowania w celu zaawansowanego obrazowania in vivo

Poznaj technikę LIFT do pakowania flip-chip komponentów optoelektronicznych. Metoda ta umożliwia szybki, niskotemperaturowy transfer mikro-wypustek metalowych z wysoką precyzją.

Laserowo indukowany transfer do przodu do pakowania pojedynczych matryc metodą flip-chip

Przeglądaj więcej filmów