La fabricación de semiconductores se divide en dos partes: "front-end" y "back-end". La fabricación de semiconductores en la parte posterior se refiere a los procesos de fabricación después de que se hayan creado todas las características/circuitos en la oblea. La combinación de precisión y exactitud extremas con un alto rendimiento es una tecnología apasionante.
Los servoaccionamientos se utilizan en muchos procesos de la fabricación de semiconductores de gama alta porque proporcionan un excelente rendimiento y repetibilidad, exactamente lo que se necesita en la fabricación de semiconductores de gama alta.
Inspección de obleas
La inspección óptica de obleas busca irregularidades que puedan causar fallos en el producto final. Los defectos y las molestias se identifican fácilmente hasta un tamaño de 30 nm, con una utilidad efectiva de hasta 10 nm. La inspección por haz de electrones supera las limitaciones de la inspección óptica y es fiable hasta una resolución inferior a 3 nm. Aunque la inspección por haz de electrones encuentra los defectos más pequeños, su rendimiento es menor que el de la inspección óptica. Una vez que se identifican los defectos y las molestias, se mapean y se reparan o se evitan.
Sonda de oblea / Prueba de oblea
Este es el primer momento del proceso de fabricación de semiconductores en el que se prueban los chips para ver si funcionan como se han diseñado. Los chips están todavía en la oblea y se prueban funcionalmente utilizando un dispositivo de prueba con agujas que hacen contacto con los circuitos en la superficie del chip. Las sondas envían y miden las respuestas de las señales de los chips. Los chips que fallan se reparan si es posible, de lo contrario se descartan tras el proceso de corte en cubos.
Corte de obleas
En este proceso de fabricación de semiconductores, la oblea terminada se corta en chips individuales. Los métodos automatizados incluyen el aserrado mecánico y el corte por láser. El aserrado mecánico se realiza con una sierra de corte en dados que utiliza una cuchilla circular para cortar el troquel en tamaños que van de 35 mm a 0,1 mm. A continuación, se utiliza un equipo de manipulación de troqueles para transferir las virutas al proceso de unión de troqueles.
El movimiento servo es ideal para controlar la cuchilla de corte, así como para posicionar la sierra de corte y la oblea.
Bono de la muerte
Los troqueles individuales son demasiado pequeños y delicados para manipularlos por sí solos. Hay que protegerlos y también es necesario que haya una forma fácil de interactuar eléctricamente con el troquel. La unión de las matrices, también llamada Die Attach, es el proceso de asegurar la matriz desnuda a un sustrato.
En etapas posteriores, el sustrato actuará como interfaz entre la escala microscópica del chip y la escala macroscópica de la fabricación de productos electrónicos. También será la base del paquete protector del chip que se ve en las placas de PC.
Enlace de alambre
Después de la unión de las pastillas, el proceso de unión de cables conecta cada pastilla de la pastilla con su correspondiente pastilla en el sustrato a través de un fino cable de oro. De este modo, se establece la conexión eléctrica entre el chip de silicio del interior y las patillas del exterior. El proceso de wire bond se utiliza en los encapsulados de chip clásicos, como el encapsulado doble en línea o DIP, con el conocido rectángulo negro oblongo con clavijas plateadas que sobresalen como patas de insecto, así como en los encapsulados PLCC con conductores en los cuatro lados.
Con tantas conexiones que hay que hacer en cada chip, las uniones de cables se mueven a la velocidad del rayo para mantener el rendimiento. De hecho, esta es una de nuestras aplicaciones de mayor ancho de banda.
Solder Bump / Flip Chip
Una alternativa moderna a la unión de cables, los flip chips se montan "al revés". De ahí el nombre de "flip chip". En lugar de cables conectados alrededor de la periferia del chip, como en la unión por cable, se forma una serie de "protuberancias" en la superficie del chip. Estas protuberancias se utilizan como puntos de conexión entre el chip y el embalaje exterior. Las ventajas de la tecnología de los chips son las siguientes
- Mejores conexiones con el chip, a diferencia de la unión de cables, en la que los cables añaden longitud, capacitancia e inductancia adicionales que limitan la velocidad de la señal.
- Más puntos de fijación disponibles, ya que se dispone de toda el área del chip en lugar de sólo los bordes
- Producción más rápida
- Menor tamaño total del envase
El proceso de flip chip se utiliza para fabricar paquetes de chips Ball Grid Array, también llamados paquetes BGA.
Encapsulación
Para finalizar el proceso de fabricación de semiconductores, el troquel y el marco adheridos se sellan, ya sea mediante un compuesto de plástico moldeado o mediante la colocación de una tapa sellada. El troquel de silicio ya está listo para ser utilizado en la fabricación de productos electrónicos.
