העברה קדימה מושרה לייזר לאריזת Flip-שבב של מבלטים יחיד
Summary
אנו מדגימים את השימוש בטכניקת ההעברה מושרה לייזר קדימה (LIFT) להרכבה להעיף שבב של רכיבי אופטו. גישה זו מספקת,, בטמפרטורה נמוכה חסכונית פשוטה, פתרון מהיר וגמיש לעדין המגרש מתנגש ומליטים על שבב בקנה מידה להשגת מעגלים בצפיפות גבוהה עבור יישומי אופטו.
Abstract
Flip-שבב אריזה (FC) היא טכנולוגיית מפתח למימוש ביצועים גבוהים, מעגלים-מיניאטורי במיוחד וצפיפות גבוהה בתעשיית המיקרו-האלקטרוניקה. בטכניקה זו השבב ו / או המצע חבוטה ושני מודבקים באמצעות בליטות מוליך אלה. טכניקות להיתקל רבות פותחו ואינטנסיביות נחקרו מאז כניסתה של טכנולוגית FC בשנת 1960 1 כגון הדפסת סטנסיל, הקפצת הרבעה, אידוי וelectroless / גלוון 2. למרות ההתקדמות שהשיטות אלה הפכו כולם סובלים מאחד או יותר מאחד חסרונות שצריך להיות מטופל כגון עלות, מדרגות עיבוד מורכבות, טמפרטורות עיבוד גבוהות, זמן ייצור והכי חשוב חוסר הגמישות. במאמר זה, אנחנו מדגימים טכניקה פשוטה וחסכונית מבוסס לייזר בליטה יוצרים הידוע כמו העברה קדימה מושרה לייזר (LIFT) 3. שימוש בטכניקת LIFT מגוון רחב של חומרי בליטה יכולה בהדואר המודפס בשלב יחיד עם גמישות רבה, במהירות גבוהה ודיוק בRT. בנוסף, LIFT מאפשר הקפצת ומליטה עד שבב בקנה מידה, שהוא קריטי עבור בודה מעגלי אולטרה-זעירים.
Introduction
מושרה לייזר העברה קדימה (LIFT) הוא שיטה תכליתית ישיר לכתוב תוסף ייצור להגדרת תבנית בשלב יחיד והעברת חומר עם מיקרון ורזולוצית מיקרון משנה. במאמר זה, אנו מדווחים על השימוש בLIFT כטכניקה שקפצה אריזה להעיף שבב של אנכי חלל לייזרים (VCSELs) פולטות משטח על שבב בקנה מידה. Flip-שבב הוא טכנולוגיה מרכזית באריזת מערכת ואינטגרציה של רכיבים אלקטרוניים ואופטו (OE). כדי להשיג אינטגרציה צפופה של רכיבי המליטה המגרש קנס היא חיונית. למרות שמליטת המגרש בסדר הודגמה על ידי כמה מהטכניקות סטנדרטי אבל יש חלל במונחים של שילוב יחד התכונות חשובות האחרות כגון גמישות, עלות-תועלת, מהירות, דיוק וטמפרטורת עיבוד נמוך. על מנת לעמוד בדרישות אלה אנחנו מדגימים שיטת מליטה בסיוע LIFT תרמו-דחיסה עבור מליטה המגרש קנס של רכיבי OE.
בLIFT, סרט דק של החומר להדפסה (המכונה התורם) מופקד על פרצוף אחד של מצע לייזר שקוף תמיכה (המכונה המוביל). איור 1 מתאר את העיקרון הבסיסי של טכניקה זו. דופק לייזר אירוע של עוצמה מספקת לאחר מכן התמקד בממשק שהספק התורם המספק את הכח מניע הנדרש להעביר להעביר פיקסל התורם מהאזור המוקרן על גבי מצע אחר (המכונה המקלט) ממוקם בסמיכות.
LIFT דווח לראשונה בשנת 1986 על ידי Bohandy כטכניקה להדפסת קווי נחושת בגודל מיקרון לתיקון תמונה-מסיכות פגומות 3. מאז ההפגנה הראשונה שלה בטכניקה זו צברה עניין רב בטכנולוגית ייצור מיקרו-ננו לדפוסים מבוקרים והדפסה של מגוון רחב של חומרים כגון קרמיקה 4, 5 צינוריות, QDs 6, 7 תאי חיים, גרףENE 8, ליישומים מגוונים כגון ביו-חיישני 9, OLEDs 10, רכיבי אופטו 11, חיישני plasmonic 12, אורגנית-אלקטרוניקה 13 ולהעיף שבב מליטה 14,15.
LIFT מציע מספר יתרונות על פני הקפצת ומליטת הטכניקות להעיף שבב הקיים כגון פשטות, מהירות, גמישות, עלות-תועלת, ברזולוציה גבוהה ודיוק לאריזה להעיף שבב של רכיבי OE.
Protocol
Representative Results
Discussion
במאמר זה, יש לנו הפגין מליטה להעיף שבב תרמו-דחיסה של שבבי VCSEL בודדים באמצעות טכניקה ישירה לכתוב לייזר מבוסס נקראת LIFT. צעדי ייצור ההרכבה מעורבים הדפסה של מיקרו-הבליטות של אינדיום על כריות מגע מצע באמצעות טכניקת LIFT. זאת בעקבות מליטה תרמו-דחיסה להעיף שבב של שבבי VCSEL למצעי?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was carried out in the framework of the project “MIRAGE,” funded by the European Commission within the FP7 program.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Laser source | 3D MicroMac (3DMM) | 2912-295 | |
| Photodetector | Newport | 818 series | |
| Source measurement unit | Keithley | 2401 | |
| Power meter | Newport | 1930 | |
| Underfill | Norlands | NOA 86 | |
| UV lamp | Omnicure | Series 1000 UV | |
| Probe station | Cascade Microtech | model 42 | |
| Flip-chip bonder | Dr. Tresky | T-320 X |
References
- Davis, E., Harding, W., Schwartz, R., Coring, J. Solid logic technology: versatile, high performance microelectronics. IBM J. Res. Develop. 8, 102-114 (1964).
- Bigas, M., Cabruja, E., Lozano, M. Bonding techniques for hybrid active pixel sensors (HAPS). Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 574 (2), 392-400 (2007).
- Bohandy, J., Kim, B. F., Adrian, F. J. Metal deposition from a supported metal film using an excimer laser. J. Appl. Phys. 60 (4), 1538-1539 (1986).
- Kaur, K. S., et al. Shadowgraphic studies of triazene assisted laser-induced forward transfer of ceramic thin films. J. Appl. Phys. 105 (11), 113119 (2009).
- Boutopoulos, C., Pandis, C., Giannakopoulos, K., Pissis, P., Zergioti, I. Polymer/carbon nanotube composite patterns via laser induced forward transfer. Appl. Physc. Lett. 96, 041104 (2010).
- Xu, J., Liu, J., et al. Laser-assisted forward transfer of multi-spectral nanocrystal quantum dot emitters. Nanotechnology. 18 (2), 025403 (2007).
- Doraiswamy, A. Excimer laser forward transfer of mammalian cells using a novel triazene absorbing layer. Appl. Surf. Sci. 252 (13), 4743-4747 (2006).
- Papazoglou, S., Raptis, Y. S., Chatzandroulis, S., Zergioti, I.A study on the pulsed laser printing of liquid phase exfoliated graphene for organic electronics. Appl. Phys. A. , (2014).
- Chatzipetrou, M., Tsekenis, G., Tsouti, V., Chatzandroulis, S., Zergioti, I. Biosensors by means of the laser induced forward transfer technique. Appl. Surf. Sci. 278, 250-254 (2013).
- Stewart, J. S., Lippert, T., Nagel, M., Nuesch, F., Wokaun, A. Red-green-blue polymer light-emitting diode pixels printed by optimized laser-induced forward transfer. Appl. Phys. Lett. 100 (20), 203303 (2012).
- Kaur, K., et al. Waveguide mode filters fabricated using laser-induced forward transfer. Opt. Express. 19 (10), 9814-9819 (2011).
- Kuznetsov, A. I. Laser fabrication of large-scale nanoparticle arrays for sensing applications. ACS Nano. 5 (6), 4843-4849 (2011).
- Rapp, L., Diallo, A. K., Alloncle, A. P., Videlot-Ackermann, C., Fages, F., Delaporte, P. Pulsed-laser printing of organic thin-film transistors. Appl. Phys. Lett. 95 (17), 171109 (2009).
- Bosman, E., Kaur, K. S., Missinne, J., Van Hoe, B., Van Steenberge, G. Assembly of optoelectronics for efficient chip-to-waveguide coupling. , 630-634 (2013).
- Kaur, K. S., Missinne, J., Van Steenberge, G. Flip-chip bonding of vertical-cavity surface-emitting lasers using laser-induced forward transfer. Appl. Phys. Lett. 104 (6), 061102 (2014).
- Kaur, K. S., al, e. t. Laser-induced forward transfer of focussed ion beam pre-machined donors. Appl. Surf. Sci. 257 (15), 6650-6653 (2011).
