用于Fan-out工艺中,对Molding后的键合塑封体晶圆进行拆解、撕膜以及翘曲校正等加工。
2024-07-18 21:06:24

WDR-Oceanus300是基于机械剥离解键合方式的全自动设备,主要用于Fan-out工艺中,对Molding后的键合塑封体晶圆进行拆解、撕膜以及翘曲校正等加工,以达到塑封体晶圆与临时载片分离的目的适用于拆解12英寸临时键合塑封体晶圆。

 

市场需求背景:Fan Out 晶圆级封装(Fan-Out Wafer-Level Packaging,简称FOWLP)是一种半导体封装技术,它允许在芯片的边界之外进行更多的I/O布线,从而提高了I/O密度,减小了封装尺寸,同时也改善了电性能。

扇出晶圆级封装(Fan-Out)制造流程

传统的晶圆级封装是在已完成前段制程的晶圆片上针对晶圆片上的芯片来进行,芯片封装面积大小取决于原本在晶圆上针对芯片所预留的间距。扇出封装则可藉由——重组晶圆(Reconstitutional Wafer)来决定芯片的封装尺寸。重组晶圆是依托在暂时性基板(Temporary Carrier)上,这个暂时性基板最终经过解键合(De-bonding)的工艺技将其从重组晶圆上移除。扇出封装首先藉由重新排列芯片形成一个重组晶圆。芯片先从原本的晶圆片上切割下来,然后根据设计依一定的间距进行芯片的排列。

 

接下来在晶圆片上进行重新布线(RDL)、塑封与形成引脚。以上工艺流程称为Mold First扇出技术。也有先进行重新布线再进行固晶(Die Bonding),称为RDL First扇出技术。

 

暂时性基板仅是做为承载芯片的载体,在完成芯片塑封后,需要将其除去。这个去除暂时性基板的工艺即称为剥离或解键合(De-bonding).

 

工艺支撑概述:用于三维集成和封装中的临时键合技术的选择

 

临时键合胶,以及相关的键合和剥离工艺的关键要求包括以下几个方面:

  • 易于应用。临时键合胶应用的工艺流程应该有高的生产能力,并且更好地使用行业认可和接受的工艺单元。
  • 低TTV。在减薄工艺中黏合剂的TTV转移到减薄的晶圆。对热塑性黏合剂类型,在键合工艺中的回流使键合面有更好的一致性。
  • 良好的黏附到各种表面。一个典型的器件晶圆有几个不同的表面与黏合剂接触。所有这些表面的不良湿润可能导致在键合面分层或空洞的出现。
  • 在适当的温度键合及剥离。低的键合及剥离温度有利于器件晶圆热预算的节省。很明显,这些工艺应在器件稳定性所限制的温度以下进行。
  • 高的热稳定性。经过包括剥离等高温背面工艺的黏合剂层必须保持稳定,以避免破损失效以及设备污染。高温工艺的例子包括介质沉积、退火、金属沉积、永久键合以及焊料回流。此外,从黏合剂层除气是一个重要的考虑因素。
  • 对工艺中化学品的高耐化学腐蚀性。黏合材料必须对工艺中的化学品如蚀刻剂和腐蚀性电镀溶液有耐化学性,但是剥离后在去除溶液中仍然是可溶的。
  • 在减薄、剥离或操作中对晶圆没有损坏。在减薄过程中,通过边缘保护方案,可以在很大程度上减轻对器件晶圆的损坏。除了研磨工艺会造成损坏外,剥离后的操作过程中如果晶圆没有完全支撑,则会发生严重的损坏。背面凸点的变平或涂抹是另外一个问题,因此需要特殊的剥离及操作夹具。
  • 无残留。键合胶必须从晶圆表面完全去除以避免在下游工艺出现问题,并防止对器件封装可靠性的负面影响,这是非常必要的。

 

 

市场与展望:摩尔定律放缓,先进封装日益成为提升芯片性能重要手段

 

先进封装是指处于前沿的封装形式和技术,通过优化连接、在同一个封装内集成不同材料、线宽的半导体集成电路和器件等方式,提升集成电路的连接密度和集成度。当前全球芯片制程工艺已进入 3-5nm 区间,接近物理极限,先进制程工艺芯片的设计难度、工艺复杂度和开发成本大幅增加,摩尔定律逐渐失效,半导体行业进入“后摩尔时代”。集成电路前道制程工艺发展受限,但随着人工智能等新兴应用场景的快速发展,对于芯片性能的要求日益提高,越来越多集成电路企业转向后道封装工艺寻求先进技术方案,以确保产品性能的持续提升。