精密ダイ接合装置の主な機能は、過渡液相（TLP）接合の成功に必要な幾何学的完全性を確立することです。具体的には、銅チップを基板上に正確に配置し、高温接合プロセスが開始される前に接合厚の均一性を確保するために、制御された初期実装力を加えます。
TLP接合の成功は、初期のアセンブリ品質に大きく依存します。精密ダイ接合装置は、ばらばらのコンポーネントを、高圧焼結の厳しさに耐える準備のできた、安定した精密に配置された構成に変換する基盤ツールとして機能します。
幾何学的精度の確立
信頼性の高い接合を実現するには、熱が加えられる前にコンポーネントの物理的な位置決めが正確である必要があります。精密ダイ接合装置は、この重要な空間関係を管理します。
座標精度
この装置は、銅（Cu）チップを正確な座標に配置するように設計されています。
これにより、チップは単に基板上に配置されるだけでなく、下部回路に対する設計上の指示通りの位置に正確に配置されます。
コンポーネントのアライメント
この装置は、特に複合はんだペーストでコーティングされた銅チップをダイレクトボンデッド銅（DBC）基板上に配置することに焦点を当てています。
この段階での適切なアライメントは、最終的なパワーモジュールの短絡や構造的弱点を防ぐため、譲れません。
機械的安定性の確保
単純な配置を超えて、この装置は接合の機械的な準備に積極的に関与します。
制御された実装力
この装置は、アセンブリに初期実装力を加えます。
この圧力は最終的な接合圧力とは異なります。その目的は、コンポーネントが接合チャンバーへの移動中にずれないように、所定の位置に固定することです。
均一な厚さの達成
この初期力を加えることにより、装置は接合構成が均一な厚さを持つことを保証します。
ペーストの厚さのばらつきは、後続の焼結段階で接合の不均一やボイドを引き起こす可能性があるため、均一性はTLPプロセスにとって不可欠です。
接合の基盤
このアセンブリ段階の最終的な目標は、極端な条件に対応できるように材料を準備することです。
高温処理の可能化
正確なアライメントとプレスにより、次のステップのための幾何学的基盤が作成されます。
この安定した構成により、アセンブリは変形することなく、TLP接合を完了するために必要な高温および高圧環境に耐えることができます。
重要な考慮事項とトレードオフ
精密ダイ接合装置は精度に不可欠ですが、より広範なプロセス内でのその役割を理解すると、いくつかの制約が明らかになります。
初期セットアップへの依存
最終的な接合の品質は、この初期の幾何学的基盤に完全に依存します。
装置が誤って校正されている場合、後続の熱や圧力は、アライメントのずれや厚さの不均一を修正することはできません。
「初期」圧力の限界
ここで加えられる実装力と最終的な接合圧力とを区別することが重要です。
この装置は、最終的な冶金接合ではなく、安定した*構成*を作成します。配置と均一性だけでなく、恒久的な接着のためにこの段階に依存することは、一般的な誤解です。
目標に合った適切な選択
TLP接合実験の効果を最大化するには、このアセンブリ段階から必要な特定の出力に焦点を当ててください。
- プロセスの信頼性が最優先事項の場合：アライメントのずれを防ぐために、装置の座標システムがDBC基板の特定の許容誤差を処理できるように校正されていることを確認してください。
- 接合の均一性が最優先事項の場合：初期実装力の制御を優先して、複合はんだペーストが完全に均一な厚さに圧縮されることを保証してください。
精密ダイ接合装置は単なる配置ツールではありません。接合の均一性とアライメントのゲートキーパーであり、接合操作全体の成功の可能性を決定します。
概要表：
| 機能 | 主要メカニズム | TLPプロセスへの利点 |
|---|---|---|
| 座標精度 | 正確なX/Y配置 | 短絡を防ぎ、回路アライメントを保証する |
| コンポーネントのアライメント | Cuチップ対DBC基板の登録 | パワーモジュールの構造的完全性を保証する |
| 初期実装力 | 制御された機械的圧力 | ずれることなく輸送のためにコンポーネントを固定する |
| 均一性制御 | 一貫したペースト圧縮 | ボイドを排除し、均一な冶金接合を保証する |
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参考文献
- Byungwoo Kim, Yoonchul Sohn. Transient Liquid Phase Bonding with Sn-Ag-Co Composite Solder for High-Temperature Applications. DOI: 10.3390/electronics13112173
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
