टेक फोरम: बीटी सब्सट्रेट उन्नत पैकेजिंग की प्रगति को सक्षम बनाता है

उन्नत पैकेजिंग तकनीक अब मूर के अर्थशास्त्र के नियम का विस्तार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।यह प्रत्येक नए ट्रांजिस्टर नोड के अखंड डिजाइन से जुड़े गति लाभ प्राप्त करते हुए बढ़ती निर्माण लागत और बिजली प्रबंधन के मुद्दों को दूर करने में मदद करता है।

उन्नत पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों को वर्गीकृत करने के कई तरीके हैं।उद्योग भर में परिभाषाएँ लगातार लागू नहीं की जाती हैं।सामान्य तौर पर, उनमें फैन आउट वेफर लेवल पैकेजिंग (FOWLP), 2.5D, 3D-IC और सिस्टम-इन-पैकेज (SiP) शामिल हैं।हालाँकि, WLCSP, FCBGA और FCCSP को आमतौर पर कुछ बाज़ार सर्वेक्षणों में भी शामिल किया जाता है।हालाँकि वर्तमान में अधिकांश (>70%) चिप पैकेज अभी भी वायर बॉन्डिंग का उपयोग करके इकट्ठे किए जाते हैं, उच्च प्रदर्शन वाले उत्पादों के लिए फ्लिप चिप पैकेज में संक्रमण की प्रवृत्ति तेज हो रही है और 2.5डी/3डी और एसआईपी पैकेज जैसे उच्च बाजार विकास दर का आनंद लेने की उम्मीद है। अगले कुछ सालों में।

चिपलेट पैकेजिंग दृष्टिकोण का उपयोग एक एकीकृत मॉड्यूल-स्तरीय प्रदर्शन प्रदान करने के लिए इकट्ठे किए गए विभिन्न डिज़ाइन नोड्स पर अलग-अलग कार्यों वाले कई डाई की अनुमति देता है।जैसा कि चित्र 1 और 2 में दिखाया गया है, ऐसी विभिन्न प्रौद्योगिकियाँ हैं जिन पर कोई विशिष्ट वायरिंग सुविधा विशिष्टताओं के अनुरूप विचार कर सकता है।भौतिक गुणों, प्रसंस्करण स्थितियों और डिज़ाइन नियमों द्वारा प्रतिबंधित सामग्री चयन, प्रत्येक व्यक्तिगत मामले में भिन्न होता है।जब पैकेज वायरिंग का घनत्व बढ़ता है, तो सब्सट्रेट सामग्री सेट के उपयोग में बदलाव होता है।कार्बनिक सब्सट्रेट से सिलिकॉन-आधारित वाहक तक यह संक्रमण कई कारकों से प्रभावित होता है, जैसे लिथोग्राफी उपकरण, रेटिकल आकार, और सबसे महत्वपूर्ण रूप से भौतिक भौतिक गुण और प्रसंस्करण तापमान पदानुक्रम।

चित्र 1. विभिन्न वायरिंग सुविधाओं के लिए प्रौद्योगिकी (HIR 2021 संस्करण)

चित्र 2. उन्नत पैकेजिंग प्रकारों का अवलोकन (सारांश)

विषम एकीकरण का संचालन करने के लिए सिलिकॉन इंटरपोज़र्स का उपयोग करके उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीसी), 2.5 और 3 डी पैकेजिंग को उद्योग द्वारा व्यापक रूप से अपनाया जाता है।मोबाइल कंप्यूटिंग के लिए, आकार और पैकेज ऊंचाई द्वारा सीमित, पैकेज-ऑन-पैकेज (पीओपी) असेंबली को सबसिस्टम या सिस्टम-स्तरीय मॉड्यूल बनाने के लिए इंटरकनेक्टिंग एप्लिकेशन प्रोसेसर, मेमोरी, सेंसर, निष्क्रिय घटकों इत्यादि द्वारा नियोजित किया जाता है।पैकेज-टू-पैकेज कनेक्शन प्राप्त करने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें सोल्डर बम्प, टीएमवी (मोल्ड वाया के माध्यम से), सीयू पोस्ट (उदा, टीएसएमसी के थ्रू-इन्फो-वाया टीआईवी), एक ऐरे (बीवीए) के माध्यम से बॉन्ड, फ्री स्टैंडिंग क्यू शामिल हैं। तार, आदि

ऊपर वर्णित जटिल संरचनाओं के निर्माण के लिए कई सामग्रियों की आवश्यकता होती है।उनमें प्रक्रिया-संबंधित अप्रत्यक्ष सामग्रियां शामिल हैं जैसे कि फोटोरेसिस्ट, बॉन्डिंग फिल्म, सोल्डर फ्लक्स, अस्थायी बॉन्डिंग के लिए ग्लास और धातु वाहक वेफर्स आदि। पैकेज में विभिन्न इंटरकनेक्शन योजनाओं को पूरा करने के लिए, फोटोसेंसिटिव आरडीएल (पुनर्वितरण परत) सहित प्रमुख प्रत्यक्ष सामग्रियों की एक श्रृंखला शामिल है। उच्च-घनत्व पैकेजिंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सामग्री, डाई-अटैच फिल्म, स्ट्रेस बफर कोटिंग, बिल्ड-अप फिल्म, सोल्डर पेस्ट, सब्सट्रेट, एमएसएपी सीयू, सोल्डर मास्क आदि विकसित किए गए हैं।

एक उदाहरण के रूप में सोल्डर बम्प कनेक्शन लेते हुए, फ्लिप चिप पैकेज उच्च पिघलने वाले अल्फा कण उत्सर्जन मुक्त टिन/लीड सोल्डर से सीसा रहित एसएसी (एसएन/एजी/सीयू) और टिन/सिल्वर (एसएन/एजी) मिश्र धातुओं में स्थानांतरित हो गया है।कॉपर-टू-कॉपर हाइब्रिड बॉन्डिंग प्रक्रिया का उपयोग अब सिलिकॉन स्तर पर डाई-टू-डाई और वेफर-टू-वेफर कनेक्शन जैसे बारीक पिच बॉन्डिंग को सक्षम करने के लिए किया गया है।कम तापमान वाली बॉन्डिंग प्रक्रियाओं के लिए, तापमान-संवेदनशील उपकरणों को जोड़ने के लिए इंडियम (इन) और बिस्मथ (बीआई) युक्त मिश्र धातुओं का उपयोग किया जा रहा है।

फ्लिप चिप अंडरफिल थर्मल साइक्लिंग के दौरान सिलिकॉन डाई और कैरियर के बीच सीटीई (थर्मल विस्तार के गुणांक) बेमेल से प्रेरित सोल्डर बम्प कनेक्शन पर यांत्रिक तनाव को कम करके विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हुए सुरक्षा प्रदान करता है।फॉर्मूलेशन आमतौर पर एपॉक्सी या साइनेट एस्टर थर्मोसेटिंग रेजिन पर आधारित होते हैं।सामग्री के सीटीई और मापांक को नियंत्रित करने के लिए एक भराव सामग्री को लोड करने की आवश्यकता होती है।लिक्विड अंडरफिल्स को सबसे पहले लिक्विड एपॉक्सी रेजिन और लो-अल्फा फ्यूज्ड सिलिका मिश्रण का उपयोग करके विकसित किया गया था।डाई किनारे पर वितरण के बाद, राल केशिका बल द्वारा चिप के नीचे चला जाता है और निरीक्षण के लिए डाई के चारों ओर अच्छे फ़िललेट्स बनाने में सक्षम होता है।प्रक्रिया को पूरा करने के लिए राल को बाद में ऊष्मा उपचार द्वारा कठोर बनाया जाता है।चूंकि भराव ज्यामिति, मात्रा और युग्मन एजेंट का उपयोग प्रवाह विशेषता को प्रभावित करने के लिए किया जाता है, बाद में काम में सीटीई को नियंत्रित करने और प्रवाह गुणों को अनुकूलित करने के लिए मिश्रित आकार के साथ सिंथेटिक सिलिका क्षेत्रों का उपयोग शामिल था।अधिक विकास प्रयासों के परिणामस्वरूप विभिन्न उन्नत पैकेजिंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कोई फ्लो अंडरफिल (गैर-प्रवाहकीय पेस्ट, एनसीपी), गैर-प्रवाहकीय फिल्म (एनसीएफ), वेफर स्तर बी-स्टेजेबल अंडरफिल, रीवर्केबल रेजिन इत्यादि नहीं मिला।मोल्डेड अंडरफिल (एमयूएफ) एक चरण में मोल्डिंग और फ्लिप चिप एनकैप्सुलेशन को जोड़ती है, जिससे राल वितरण और इलाज की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।यह उत्पादन दक्षता में सुधार का लाभ प्रदान करता है;इसलिए, उद्योग में स्वीकृति प्राप्त हुई है।बोर्ड-स्तरीय विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, अंडरफिल रेजिन ने कुछ सीएसपी और बीजीए की अटैचमेंट प्रक्रियाओं में भी अपना उपयोग बढ़ाया है।

किसी दिए गए पैकेज डिज़ाइन के लिए सबसे उपयुक्त का चयन करने के लिए, कई सामग्री विशेषताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है।सिलिकॉन के अलावा, तीन प्रमुख प्रकार की कार्बनिक राल-आधारित सामग्रियों का उपयोग सर्किट वायरिंग के आधार के रूप में किया गया है।चित्र 3 में दो-डाई FOWLP पैकेज का चित्रण किया गया है।एफओ सामग्री सेट में सिलिकॉन डाई, एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड (ईएमसी), और पॉलीमाइड आरडीएल परतें होती हैं जिनमें कनेक्शन के माध्यम से लेजर ड्रिल किया जाता है।निचला कार्बनिक वाहक लेमिनेट कोर पर 3 एबीएफ (अजीनोमोटो बिल्ड-अप फिल्म) बिल्डअप परतों से बना है, जो यांत्रिक रूप से ड्रिल किए गए पीटीएच (प्लेटेड थ्रू होल) वाले बीटी-एपॉक्सी ग्लास प्रीप्रेग की आठ परतों से बना है।

तालिका 1 इस पैकेज के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की प्रमुख विशेषताओं को दर्शाती है।प्रत्येक प्रकार की सामग्री के लिए विशिष्ट मान सूचीबद्ध हैं।हालाँकि, भौतिक गुण उस सामग्री संरचना के साथ भिन्न होते हैं जो विशिष्ट प्रसंस्करण और पैकेज प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रथागत रूप से ठीक किया जाता है।

चित्र 3. बीटी सब्सट्रेट पर मल्टीचिप FOWLP- ASE FOCoS (HIR, 2021 संस्करण)

तालिका 1 पैकेजिंग सामग्री गुण*डीएससी द्वारा टीजी (एनआईएसटी, आईएनवीएसीयू, विक्रेता डेटा)

FOWLP एक तेजी से बढ़ने वाला पैकेजिंग प्रकार है जिसका उपयोग उन्नत अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।यह WLCSP अवधारणा से लिया गया है जिसे पहली बार 2000 के दशक में Infineon द्वारा प्रकट किया गया था और उत्पादन में लाया गया था।आँकड़े चिपपैक (अब जेसीईटी की सहायक कंपनी) बाद में उच्च मात्रा में विनिर्माण शुरू करने वाले ओएसएटी में पहला था।पारंपरिक डब्ल्यूएलपी से अलग, एफओ पैकेज जिसके लिए आरडीएल-आधारित कनेक्शन क्षेत्र चिप स्केल से बड़ा है, को सामग्री और उपकरणों के एक अलग सेट के उपयोग की आवश्यकता होती है।सिलिकॉन इंटरपोजर दृष्टिकोण की तुलना में, FOWLP मल्टी-डाई इंटरकनेक्शन के लिए कम महंगा विकल्प प्रदान करता है।

नए विकासों ने उन्नत पैकेजिंग एकीकरण के लिए उपयुक्त FOWLP असेंबली उत्पन्न करने के लिए कई प्रक्रिया वेरिएंट को जन्म दिया है।यह कई फायदे प्रदान करता है जैसे छोटे आकार, कम लागत, बंपिंग प्रक्रिया को खत्म करना और वायरिंग में लचीलापन जो उन्नत पैकेजों में एकीकरण की सुविधा प्रदान करता है।

उपर्युक्त पैकेज की विस्तार से जांच करने के बाद, कोई यह देख सकता है कि आधार के रूप में सिलिकॉन और ईएमसी का उपयोग करते हुए FOWLP पर सर्किट लाइन/स्पेस सुविधा, बीटी-एपॉक्सी लेमिनेट पर बने ऑर्गेनिक चिप कैरियर पर दिखाए गए की तुलना में बहुत छोटी है।यह पर्याप्त अंतर चित्र 1 और 2 में भी अच्छी तरह से दर्शाया गया है।

सटीक बहुपरत पंजीकरण के साथ बारीक पिच वायरिंग बनाने के लिए आयामी स्थिर वाहक के उपयोग की आवश्यकता होती है।इस संबंध में, जैसा कि पिछले उदाहरणों में दिखाया गया है, कार्बनिक सब्सट्रेट की तुलना में सिलिकॉन एक बेहतर विकल्प होगा।ऐसा इसलिए है क्योंकि विभिन्न जटिल कारक स्वाभाविक रूप से कार्बनिक बीटी सब्सट्रेट्स की आयामी स्थिरता को प्रभावित करते हैं।इनमें राल निर्माण, लेमिनेट थर्मोमैकेनिकल गुण, प्रसंस्करण की स्थिति और पर्यावरणीय प्रभाव शामिल हो सकते हैं।हमें संबंधित विषयों पर अधिक विस्तार से चर्चा करनी है:

बीटी सब्सट्रेट

एक।रेज़िन फॉर्मूलेशन

बीटी का मतलब बिस्मलीमाइड-ट्रायज़ीन है।यह एक थर्मोसेटिंग फॉर्मूलेशन है जिसमें दो घटक, बिस्मेलीमाइड और साइनेट एस्टर रेजिन शामिल हैं।रासायनिक संरचनाएँ चित्र 4 में दिखाई गई हैं। ट्रायज़ीन थर्मल इलाज के बाद साइक्लोट्रिमराइजेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से साइनेट एस्टर के प्रतिक्रिया उत्पाद को संदर्भित करता है।

A

B

चित्र 4. बीटी राल घटक-बिस्मेलीमाइड (ए) और बीआईएस-साइनेट एस्टर (बी) से ट्राइज़िन का निर्माण

मैं।बिस्मलीमाइड राल

बिस्मलीमाइड एक प्रकार का पॉलीमाइड है जिसमें एक पूर्व-इमिडाइज़्ड रासायनिक संरचना होती है जो इलाज के दौरान वाष्पशील पदार्थ उत्पन्न नहीं करती है।क्योंकि यह उत्कृष्ट थर्मल प्रतिरोध प्रदर्शित करता है और इसे पारंपरिक थर्मोसेट के समान उपकरण का उपयोग करके संसाधित किया जा सकता है, रेजिन के इस वर्ग को डायमाइन इलाज एजेंटों के साथ तैयार किया गया है और एयरोस्पेस उन्नत कंपोजिट और मुद्रित सर्किट बोर्ड अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।

द्वितीय.सायनेट एस्टर राल

सायनेट एस्टर रेज़िन प्रौद्योगिकी का विकास 1960 के दशक में शुरू हुआ।मोनोमर्स को पहली बार सुगंधित फिनोल से सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया था।आमतौर पर इसका उपयोग बिस्फेनॉल ए से प्राप्त डाइसाइनेट पर आधारित होता है, जो कई एपॉक्सी रेजिन के लिए एक कच्चा माल भी है।पहला डाइसायनेट रेज़िन, ट्रायज़िन ए, 1970 के दशक के मध्य में सर्किट बोर्ड उद्योग में पेश किया गया था।संगत मिश्रण बनाने के लिए साइनेट एस्टर रेजिन को विभिन्न प्रकार के थर्मोसेट्स जैसे एपॉक्सी, बिस्मलीमाइड्स या एक्रिलेट्स के साथ मिलाया जा सकता है।

इस प्रकार का रेज़िन एपॉक्सीज़ से बेहतर विद्युत गुणों को प्रदर्शित करता है।ठीक किए गए रेज़िन का ढांकता हुआ स्थिरांक और हानि कारक FR-4 की तुलना में कम है।विभिन्न साइनेट एस्टर-आधारित फॉर्मूलेशन विकसित किए गए हैं और विशेष रूप से माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग अनुप्रयोगों के लिए अनुप्रयोग पाए गए हैं, जिनमें शामिल हैं: अंडरफिल, कोटिंग, चिपकने वाला, इनकैप्सुलेंट, चिप वाहक सब्सट्रेट, बिल्डअप ढांकता हुआ फिल्म, मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी), फोटोरेसिस्ट, आदि। उन्नत कंपोजिट उद्योग में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए फॉर्मूलेशन में भी शामिल किया गया है।

iii.बीटी लैमिनेट्स

मित्सुबिशी गैस केमिकल कंपनी ने मेथिलीन डायनिलिन बिस्मेलीमाइड के साथ मिश्रण करके सबसे पहले एक साइनेट एस्टर-आधारित बीटी राल प्रणाली विकसित की।बीटी सब्सट्रेट मुद्रित सर्किट लेमिनेट तकनीक का विस्तार है।बुनियादी फॉर्मूलेशन में आमतौर पर वजन के हिसाब से 50% से अधिक एपॉक्सी रेजिन का उपयोग शामिल होता है।

बीटी-एपॉक्सी मिश्रण संसेचन प्रसंस्करण के लिए मिथाइल एथिल कीटोन (एमईके) जैसे कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अच्छी घुलनशीलता दिखाते हैं।चिप वाहक अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाने वाला बीटी सब्सट्रेट एक मिश्रित लैमिनेट है जिसमें सुदृढीकरण के रूप में ग्लास फैब्रिक होता है।पारंपरिक एफआर-4 की तुलना में, बीटी-एपॉक्सी रेजिन उच्च टीजी (ग्लास ट्रांज़िशन तापमान) और बेहतर थर्मल प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं, जिससे सामग्री उच्च तापमान असेंबली प्रसंस्करण और ऊंचे ताप संचालन वातावरण का सामना कर सकती है।ये कुछ प्रमुख विशेषताएं हैं जो उन्हें चिप सब्सट्रेट अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त बनाती हैं।

इसकी विनिर्माण प्रक्रिया पारंपरिक पीसीबी उत्पादन प्रवाह का अनुसरण करती है।मुख्य चरण संसेचन, बी-स्टेज, प्रीप्रेग लेमिनेशन और सर्किटाइजेशन हैं।एक बहुपरत संरचना होने के कारण, बीटी सब्सट्रेट एम्बेडेड डाई और निष्क्रिय घटकों, जैसे सक्रिय डिवाइस, इंटरपोजर डाई, कैपेसिटर, एमईएमएस डिवाइस इत्यादि को शामिल करने की अनुमति देता है।

बीटी-एपॉक्सी लेमिनेट का निर्माण करते समय, उपयोग की जाने वाली कई सामग्रियों और प्रक्रिया चरणों में स्वाभाविक रूप से यांत्रिक तनाव उत्पन्न होता है जो सामग्री की आयामी स्थिरता को प्रभावित करता है जिसके लिए विशेष ध्यान और नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

बी।टीजी और सीटीई

एक नियम के रूप में, थर्मोसेटिंग रेज़िन का टीजी इलाज प्रोफ़ाइल के साथ उठता है और रूपांतरण के उच्च स्तर तक पहुंचने के बाद स्थिर हो जाता है।इसलिए, प्रसंस्करण की स्थिति सामग्री के अंतिम टीजी को प्रभावित करती है जो आमतौर पर अंतिम इलाज तापमान के नीचे या उसके आसपास होती है।

उनकी रासायनिक संरचनाओं के आधार पर, शुद्ध साइनेट रेजिन पूर्ण इलाज के बाद आसानी से 280 डिग्री सेल्सियस से अधिक टीजीएस प्रदर्शित करते हैं।नतीजतन, इस विशेषता में लेमिनेशन करने और पूर्ण इलाज पूरा करने के लिए दबाव वाले पानी को गर्म करके ~ 180°C के अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान वाले पारंपरिक पीसीबी कारखाने के प्रेस के उपयोग को शामिल नहीं किया गया है।इसलिए, एक सामान्य सूत्रीकरण दृष्टिकोण टीजी को कम करने के लिए एपॉक्सी के विभिन्न स्तरों को जोड़कर है, जबकि राल की प्रक्रियाशीलता को संशोधित करते हुए और यांत्रिक गुणों, ज्वलनशीलता आदि जैसे गुणों को समायोजित करते हुए उच्च टीजी लैमिनेट्स को आमतौर पर ऊंचे तापमान लेमिनेशन या पोस्ट-क्योर के उपयोग की आवश्यकता होती है। सामग्री के पूर्ण गुण विकसित करें।

जैसा कि चर्चा की गई है, पूर्ण क्रॉसलिंकिंग प्रतिक्रिया होने पर थर्मोसेट एक स्थिर टीजी तक पहुंच जाते हैं।जब तापमान इसके टीजी से ऊपर बढ़ जाता है तो ठीक किया गया राल अनाकार से रबरयुक्त अवस्था में एक चरण संक्रमण से गुजरता है।इस मुक्त मात्रा परिवर्तन के परिणामस्वरूप राल के मापांक, बढ़ाव और सीटीई में भारी बदलाव होता है जो आयामी स्थिरता को प्रभावित करता है और विभिन्न इंटरफेस पर थर्मल बेमेल से उत्पन्न तनाव उत्पन्न करता है।

कांच के कपड़े के सुदृढीकरण की सहायता से, कठोर लेमिनेट xy समतल CTE को Cu (17 पीपीएम/डिग्री सेल्सियस) के करीब प्रदर्शित करता है।यह विशेषता सब्सट्रेट और सर्किट्री के बीच इंटरफेशियल थर्मल बेमेल को कम करती है।इन-प्लेन बाधा के परिणामस्वरूप, सब्सट्रेट का z-अक्ष CTE सामान्यतः 40 पीपीएम/डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है;इस प्रकार, थर्मल साइक्लिंग के दौरान पीटीएच में इंटरफेशियल तनाव उत्पन्न होता है।मैट्रिक्स रेजिन में कम सीटीई फिलर्स को मिलाने से सभी दिशाओं में सीटीई कम हो जाता है;हालाँकि, इस प्रकार का फॉर्मूलेशन अधिक परिवर्तन लाता है जिन पर उत्पादन के दौरान अधिक ध्यान देने की आवश्यकता होती है।

बीटी-एपॉक्सी की Cu पील ताकत पर्याप्त है लेकिन FR-4 की तुलना में थोड़ी कम है।हालाँकि, यह मान कई प्रकारों से प्रभावित होता है जैसे कि सतह पूर्व-उपचार, सर्किटाइज़ेशन विधि और उपयोग किए गए Cu फ़ॉइल के प्रकार।

सी। ग्लास फैब्रिक और आयामी नियंत्रण

अधिकांश बीटी लैमिनेट्स ई-ग्लास फैब्रिक से बने होते हैं।ग्लास यार्न के अन्य ग्रेड, जैसे एस-ग्लास, डी-ग्लास, एल-ग्लास और फ़्यूज्ड सिलिका, जिनमें कम सीटीई और ढांकता हुआ स्थिरांक होते हैं, छोटी मात्रा में उत्पादित होते हैं।वे रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों में भिन्न हैं।विभिन्न मोटाई, वजन और सूत की संरचना वाले बुने हुए कपड़ों का विस्तृत चयन उपलब्ध है।महीन धागों से बना हल्का कपड़ा 25-35um जितनी पतली अंतिम दबाव वाली मोटाई के साथ प्रीप्रेग का उत्पादन कर सकता है।

कांच का कपड़ा प्रीप्रेग बनाने के लिए प्रमुख सहायक तत्व है।उत्पादन प्रक्रिया में एक ट्रीटर (कोटर) का उपयोग करके राल समाधान के साथ कांच के कपड़े का संसेचन शामिल है।बाद में गर्म करने से राल-संतृप्त कपड़े से विलायक सूख जाता है और राल आंशिक रूप से ठीक हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बी-चरण प्रीप्रेग बनता है।कई प्रमुख मापदंडों में से जिन्हें नियंत्रित करने की आवश्यकता है वे हैं राल सामग्री, चिपचिपाहट प्रवाह, और राल के जेल बिंदु के नीचे इलाज की डिग्री।

तीन राल घटकों के बीच क्रॉसलिंकिंग प्रतिक्रियाएं जटिल और वर्णन करना कठिन हैं।राल मिश्रण की संरचना-संपत्ति संबंध स्थापित करने के लिए विभिन्न प्रयास किए गए।संभावित तंत्रों को विभिन्न स्पेक्ट्रोस्कोपिक मॉडल अध्ययनों के अधीन किया गया है और कई शोध समूहों द्वारा प्रस्तावित किया गया है।

प्रीप्रेग की एक या एक से अधिक परतों को आगे के सर्किटाइजेशन के लिए कठोर कॉपर क्लैड लेमिनेट (सीसीएल) कोर बनाने के लिए गर्मी और दबाव के तहत तांबे की पन्नी द्वारा सैंडविच किया जाता है।पतले हल्के कपड़े से बने प्रीप्रेग में राल की मात्रा आम तौर पर वजन के हिसाब से 60% से अधिक होती है।

सिलिकॉन कैरियर पर फ्रंट-एंड डिवाइस और आरडीएल परतों का निर्माण क्रमिक रूप से सर्किटरी की परतों को बनाने के लिए मल्टीस्टेप प्रक्रियाओं का उपयोग करता है।इसके विपरीत, लेमिनेशन प्रक्रिया एक चरण में एक साथ 'समानांतर रूप से' इकट्ठे किए गए सर्किटाइज्ड कोर का उपयोग करके वायरिंग की कई परतों को शामिल करने की अनुमति देती है।आंतरिक सर्किट विमानों से अंतर्संबंध पीटीएच और पीटीएच दोनों के माध्यम से प्राप्त किए जाते हैं।

लैमिनेट कंपोजिट होने के कारण, बीटी-एपॉक्सी सब्सट्रेट विनिर्माण के दौरान आयामी आंदोलनों और आर्द्रता या थर्मल चक्रों के संपर्क से गुजरता है।विश्वसनीय वायरिंग कनेक्शन प्राप्त करने के लिए सटीक आंतरिक परत पंजीकरण आवश्यक है। हालांकि, संसेचन और लेमिनेशन दोनों चरण अनिवार्य रूप से कई कारकों का परिचय देते हैं जो सामग्री की आयामी स्थिरता को प्रभावित करते हैं और सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।कपड़े की बुनाई से उत्पन्न अवशिष्ट तनाव, तनाव के तहत संसेचन, राल इलाज संकोचन, और प्रीप्रेग लेमिनेशन सभी एक टुकड़े टुकड़े आयामी सहिष्णुता आंदोलन और वारपेज के कुछ निश्चित डिग्री में योगदान करते हैं।

आमतौर पर, कांच के कपड़े से प्रेरित तनाव के कारण, सिंगल-प्लाई लैमिनेट अधिक मुड़ जाता है और आयामी रूप से कम स्थिर होता है।इसलिए, यदि मोटाई की आवश्यकता अनुमति देती है, तो इन कमियों को संतुलित करने के लिए प्रीप्रेग की समान परतों को क्रॉस-प्लाई करने का एक तरीका है।जब एक सामग्री सेट चुना जाता है, तो यह समझना महत्वपूर्ण है कि कौन से कारक न्यूनतम सामग्री आंदोलन को प्रभावित करते हैं और यह कितनी लगातार और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य गति से चलता है;इसलिए, लिथोग्राफी कलाकृति मुआवजा तदनुसार लागू किया जा सकता है।

डी। नमी संवेदनशीलता

यद्यपि साइनेट एस्टर रेजिन एपॉक्सी से कई बेहतर गुण प्रदर्शित करते हैं, लेकिन उन्हें नमी के प्रति संवेदनशील माना जाता है।प्रीप्रेग विनिर्माण, भंडारण और हैंडलिंग के दौरान राल की रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रभावित करने से नमी को बाहर करना महत्वपूर्ण है।ऑर्गेनो-मेटालिक लवणों द्वारा उत्प्रेरित होकर, सुगंधित साइनेट्स एक स्थिर सायन्यूरेट, एस-ट्राईज़ीन, रिंग संरचना बनाने के लिए ट्रिमराइज़ होते हैं।हालाँकि, पानी की उपस्थिति में, एरिल साइनेट आसानी से कार्बामेट भागों में हाइड्रोलाइज हो जाते हैं जो गर्म करने पर कार्बन डाइऑक्साइड गैस छोड़ते हैं।यह पार्श्व प्रतिक्रिया लैमिनेट्स में फफोले उत्पन्न करती है और अंतिम सामग्री गुणों को ख़राब कर देती है।

उचित नियंत्रण के साथ, पूर्ण-ठीक बीटी-एपॉक्सी लैमिनेट्स अच्छी नमी और प्रदूषण प्रतिरोध दिखाते हैं।रेज़िन/फाइबरग्लास इंटरफ़ेस की मौजूदगी और ठोस रेज़िन में मुक्त मात्रा लैमिनेट में नमी के प्रसार को प्रभावित करती है।कपड़े पर कपलिंग एजेंट के उपचार से ग्लास फाइबर/राल आसंजन बढ़ता है और नमी प्रतिरोध में सुधार होता है।नमी अवशोषण विशिष्ट फ़िकैन प्रकार II प्रोफ़ाइल का अनुसरण करता है और ऊष्मा द्वारा अवशोषण पूरा होता है।लैमिनेट की आयामी स्थिरता पर हाइग्रोथर्मल प्रभावों में xy इन-प्लेन मूवमेंट और आउट-ऑफ़-प्लेन वॉरपेज शामिल हैं।चूंकि लैमिनेट्स में कई घटक शामिल होते हैं, सब्सट्रेट की वारपेज विशेषताएं जटिल होती हैं और वाहक सतह पर फाइन लाइन पैटर्निंग के लिए इसकी क्षमता पर सीधा प्रभाव डालती हैं।सर्किटाइजेशन चरण में अवांछित उपज हानि को रोकने के लिए इस सुविधा को ठीक से नियंत्रित करने की आवश्यकता है।

बीटी-एपॉक्सी रेजिन को प्रवाहकीय एनोडिक फिलामेंट (सीएएफ) निर्माण के लिए अच्छा प्रतिरोध दिखाने के लिए जाना जाता है।यह घटना मल्टीलेयर सर्किट लेमिनेट में पाए जाने वाले विफलता मोड से संबंधित है, जिसमें मेटल फिलामेंट्स ग्लास फाइबर यार्न के साथ कॉपर प्लेटेड वाया या पीटीएच से बढ़ सकते हैं, जिससे आसन्न सीयू विमानों में बिजली की कमी हो सकती है।सीएएफ की घटना नमी, आयनिक अशुद्धियों, विद्युत पूर्वाग्रह, कमजोर ग्लास फाइबर/राल इंटरफेशियल आसंजन और गर्मी की उपस्थिति से प्रभावित होती है।सीएएफ को मुख्य रूप से यंत्रवत् ड्रिल किए गए छेदों से जोड़ा गया है जिसमें कमजोर फाइबर/राल इंटरफ़ेस अक्सर फिलामेंट विकास के लिए प्रारंभिक बिंदु के रूप में कार्य करता है।

बीटी-एपॉक्सी लेमिनेट, अक्सर एबीएफ बिल्डअप परतों के साथ संयोजन में, विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें एकल चिप से लेकर उन्नत पैकेज जैसे एफओ सब्सट्रेट, पीओपी, एसआईपी, एम्बेडेड डिवाइस/घटक, मल्टी-चिपलेट एचआई और शामिल हैं। 2.5/3डी स्टैक्ड उत्पाद।सब्सट्रेट डिज़ाइन की विविधता उपलब्ध है।उदाहरण के लिए, मेमोरी उत्पादों को लें, यह ज्ञात है कि वर्तमान में बड़ी संख्या में कमोडिटी DDR4s सर्किटरी की केवल एक परत का उपयोग करके विंडो FBGA(BOC) BT-एपॉक्सी पैकेज पर वायर बॉन्ड के माध्यम से जुड़े हुए हैं;कुछ साल पहले शुरू होने पर कुछ DDR2s को पहले से ही RDL के साथ रूट किया गया था और विशेष अनुप्रयोगों के लिए सब्सट्रेट में कॉपर पिलर अटैचमेंट का उपयोग किया गया था।

एक मिश्रित सामग्री के रूप में, बीटी-एपॉक्सी सब्सट्रेट के अंतर्निहित भौतिक गुण फाइन लाइन पैटर्निंग के लिए कुछ सीमाएं पैदा करते हैं जहां एक सपाट और आयामी स्थिर सतह की आवश्यकता होती है।इन विशेषताओं को पूर्व चर्चाओं में चित्रित किया गया है।इसलिए, सिलिकॉन और ग्लास जैसी सामग्रियां, जिन पर पतली फिल्म जमाव प्रक्रियाओं द्वारा महीन पिच सर्किट आसानी से बन सकते हैं, उच्च-घनत्व तारों के लिए वैकल्पिक, हालांकि अधिक महंगे, समाधान बन जाते हैं।

इ। सब्सट्रेट बाजार

IC सब्सट्रेट USD80B+ PCB रॉ बोर्ड बाजार का एक उपसमूह है।एचपीसी, मोबाइल, 5जी, ऑटोमोटिव और चैपलेट एकीकरण की आवश्यकताओं से प्रेरित होकर, पिछले कुछ वर्षों के दौरान सब्सट्रेट की बिक्री 20% से अधिक वार्षिक दर से बढ़ रही है (चित्र 5)।बीटी सब्सट्रेट आपूर्ति श्रृंखलाएं एशिया में केंद्रित हैं।शीर्ष आपूर्तिकर्ताओं में यूनिमाइक्रोन, किंसस, एनवाईपीसीबी, एएसई, ज़िंग डिंग, एलजी इनोटेक, सिम्मटेक, सेमको, डेडक, शैनन आदि शामिल हैं।

चित्र 5. आईसी सब्सट्रेट मार्केट ग्रोथ * एफसीसीएसपी/एफसी-बीओसी, डब्ल्यूबी पीबीजीए/सीएसपी, मॉड्यूल

(एटी एंड एस प्रेजेंटेशन Q1 2022/23, प्रिस्मार्क)

बीटी सब्सट्रेट के बाजार विकास को बढ़ावा देने के लिए पैकेज फॉर्म फैक्टर और लेयर काउंट में वृद्धि का अनुमान लगाया गया है (चित्र 6)।ग्राफ़ में कई प्रमुख ड्राइवरों को दर्शाया गया है।पैकेज में एंटीना (एआईपी)/एसआईपी पैकेज का एक उदाहरण चित्र 7 में दिखाया गया है। 5जीएमएम तरंग-संबंधित मोबाइल फोन एप्लिकेशन अग्रणी बाजार क्षेत्रों में से एक है जो सब्सट्रेट उपयोग की मांग को बढ़ाता है।इसकी विकास प्रवृत्ति उच्च आवृत्ति और मल्टी-बैंड अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक छोटे, पतले पैकेज पर केंद्रित है।एक अन्य बाज़ार विकास क्षेत्र मेमोरी उत्पादों के लिए अनुमानित उच्च मात्रा सब्सट्रेट उपयोग से संबंधित है।एचबीएम, ईएमएमसी और डीडीआर5 के लिए एफसीसीएसपी के लिए सबस्टेट्स को उच्च एएसपी से लाभान्वित किया जाना है।चीन के वाईएमटीसी और हेफ़ेई चांगएक्सिन के विस्तार चक्र में प्रवेश के साथ घरेलू बीटी सब्सट्रेट बाजार के और विस्तार की भी उम्मीद है।

चित्र 6. बीटी सब्सट्रेट मार्केट ग्रोथ प्रोजेक्शन (गोल्डमैन सैक्स ग्लोबल इन्वेस्टमेंट रिसर्च 11/2022)

चित्र 7. Asus ZenFone 4 Pro के लिए FEM में AiP कार्यान्वयन (योल ग्रुप वेबकास्ट)

उन्नत पैकेजिंग पैकेज-स्तरीय सिस्टम एकीकरण को प्राप्त करने के लिए विभिन्न प्रौद्योगिकी नोड्स पर अलग-अलग कार्यों के साथ डाई (चिपलेट्स) की असेंबली की अनुमति देती है।सब्सट्रेट प्रौद्योगिकी लगातार विकसित हो रही है और इस प्रवृत्ति को सुविधाजनक बनाने और निरंतर बाजार विकास का अनुभव करने में प्रमुख समर्थकों में से एक बन रही है।