Billig flipchip för enstaka chips

Flipchipteknik på enskilda chips, istället för på hela kiselskivor. Det är möjligt med Chipflip, en ny metod som utvecklats av amerikanska Hycomp.

Den amerikanska kretstillverkaren Hycomp försöker nu ändra spelreglerna inom flipchip med en ny metod som förvandlar enstaka standardchips till flipchipkretsar. Chipflip, som metoden döpts till, är enligt företaget det första någorlunda billiga alternativet för den som vill använda flipchip för prototyper, samt små och medelstora volymer.

Finessen med Chipflip är alltså att man slipper förse fler chips än nödvändigt med guldkulor (stud bumps), och därmed slipper slösa med kretsarna. Hittills har man ju varit tvungen att utgå från en hel kiselskiva - wafer - trots att man kanske endast behövde ett fåtal kretsar. Detta har gjort flipchip ekonomiskt försvarbart enbart för stora volymer.

Hycomp anger att man hitintills tillverkat mer än 15 000 kulförbindelser på olika typer av kretsar, som logik, analoga kretsar, minnen och displayer.

Teknikutvecklingen har delvis finansierats av Darpa, det amerikanska försvarets forskningsinstitut.

Trådbondning såväl som lim

Med Chipflip kombineras trådbondning och limmontering. Programvaran som styr trådbondningen är modifierad så att tråden - av guld - bryts av. Den kvarstående guldkulan blir då en permanent förbindelse till de underliggande metallagren. Guldkulan slipas och limmas därefter till substratet.

Tack vare trådbondningen kan kulorna placeras mycket nära varandra, på avstånd mindre än 150 μm, och på ytor mindre än 100 μm2. Trådbondning utförs också steg för steg, vilket är anledningen till att man kan flipchip-montera individuella kretsar.

Vid monteringen sprider man först ut ett tunt lager av ledande lim på en platt yta, och sedan doppar man kretsen i limmet. Limmet är isotropt och man måste använda dispensering eller någon form av stencil när limmet läggs ut. Limskiktet är mellan 12,5 och 75 μm tjockt beroende på limtyp.

Flipchiptekniken för att montera okapslade integrerade kretsar på substrat har använts i produktion sedan 60-talet. Fördelarna är många - hög klockhastighet och tillförlitlighet kombineras med minimal kapsling.

Tekniken går ut på att förbinda integrerad kretsar direkt på substratet eller bäraren. Metoden "flippar", eller vänder, kretsar på substratet så att kopplingen sker på undersidan. Därmed sparar man yta och kan montera komponenterna tätare.

Hycomps specialitet är hybridkretsar och flerchipsmoduler. Företaget har arbetat med flipchip sedan fem år tillbaka och har utvecklat standardiserade processteg för att montera flipchip med såväl lödning som lim.

I Sverige representeras Hycomp av Master Electronic i Täby.

Susan Kelly