Contrôle du gauchissement du laminé organique lors de l'assemblage à une puce électronique renversée à l'aide d'adhésif temporaire

L’assemblage par thermocompression (TCB) est présentement la technique de choix pour promouvoir la planéité de l’assemblage pendant l’étape critique du brasage à la puce électronique, mais le débit de production en est grandement affecté. Ceci induit une augmentation des coûts par pièces et du capital d’investissement, lorsque comparé à la technique traditionnelle d’assemblage de masse par fournaise. Ces limitations encouragent donc le développement d’une technique compatible à un environnement de production de masse. Basé sur l’usage d’adhésifs temporaires utilisés dans l’industrie de l’amincissement des tranches de silicium et dans l’intégration 3D, le présent projet étudie la possibilité d’utiliser une approche similaire pour contrôler le gauchissement de substrat organique lors des étapes d’assemblage d’un procédé à puce renversée. Dans cette étude, plusieurs types de substrats organiques sont caractérisés par leur gauchissement en fonction de la température, mais aussi en fonction de la force nécessaire pour les maintenir plats. Ceci est accompli à l’aide d’une nouvelle adaptation d’un montage Shadow-Moiré pour la mesure hors plan de substrat organique. Un coeur plus épais permet certainement une réduction du gauchissement, mais un coeur plus mince réduit les forces nécessaires à l’aplanissement du laminé lors d’une excursion en température. Parmi les matériaux disponibles pour le collage temporaire de tranches de silicium, seule une faible quantité d’adhésifs sont compatibles avec les paramètres et le volume de production d’un procédé d’assemblage à puce renversée. Les adhésifs les mieux classés sont optimisés quant à leur étalement, leur cuisson, leur stabilité mécanique et leur dissolution. D’égale importance à la sélection des adhésifs, le support temporaire nécessite un matériau au coefficient d’expansion thermique similaire au substrat organique et dont son usinabilité, sa rigidité et sa compatibilité à un environnement en fournaise sont adéquates. Les combinaisons d’adhésifs et support temporaire sont comparées au gauchissement naturel d’un laminé organique lors d’une simulation de brasage à une puce renversée à l’aide d’un montage Shadow-Moiré. Seuls deux adhésifs combinés à une plaque d’aluminium ont pu maintenir adéquatement le gauchissement des laminés tout au long de l’excursion en température. Les matériaux sélectionnés sont intégrés à un processus d’assemblage à large puce renversée puis caractérisés et comparés à un processus d’assemblage de référence sans adhésif ni support temporaire. Des résultats quant à l’inspection visuelle, la mesure non destructive de hauteur des interconnexions et coupes transversales sont présentés. Les résultats de cette investigation suggèrent qu’une combinaison appropriée d’adhésif et support temporaire parvient à contrôler efficacement le gauchissement à travers un processus d’assemblage à puce renversée. Des pistes d’intégration de cette technique à un environnement de production à haut volume sont discutées