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采访报道
解决先进扇出封装的暂时性接合与剥离挑战
录入时间:2017/6/21 15:30:10

解决先进扇出封装的暂时性接合与剥离挑战

——采访布鲁尔科技 (Brewer Science Inc.) 晶圆级封装事业部业务开发主管 Ramachandran K. Trichur

先进封装技术已成为因应电子装置对效能、成本及小尺寸需求的核心技术。最新的一项发展是扇出晶圆级封装 (FOWLP) 技术。更为先进的扇出 (FO) 技术型态目前正在发展当中,届时可应用于异质整合与系统级封装。先进的 FO 技术所仰赖的暂时性接合/剥离技术,是装置制造过程的基本要素。为了深入了解各种 FO 架构所存在的暂时性接合/剥离制程挑战,以及用对暂时性接合/剥离材料可以如何化解挑战,我们专访了布鲁尔科技公司晶圆级封装事业部业务开发主管Ramachandran K. Trichur,讨论关于FOWLP技术的发展及其对于暂时性接合/剥离技术的依赖关系。

 

问:暂时性接合与剥离在 FOWLP 制造过程中扮演什么角色?

答:FOWLP 制程归类为两大类:芯片优先 (chip-first) 和线路重布层 (RDL) 优先 FO 制程。芯片优先 FO 采用晶圆重建制程,在这个制程中,会从原始装置晶圆中拣出已知合格晶元 (KGD) 并置于基板上,然后以模压树脂包覆成形为重构晶圆。接下来,重构晶圆会暂时接合至载板,使天生的弓形度平坦,以进一步进行处理来制成晶圆上的 RDL。

在 RDL 优先 FO 制程中,RDL 层会建立在载具晶圆的顶端,涂上一层暂时接合材料,再将 KGD 置于已知合格 RDL 的顶端,接着进行压模与模具研磨制程。

在这两个制程的制程中,晶圆堆通常会经过金属化、微影成像、介电质沉积、电镀及其他需要支撑载具基板的组装制程。

 

问:FO 制程有哪些不同的变化,存在哪些材料上的挑战,以及这对暂时接合/剥离要求有何影响?

答:在晶圆优先和 RDL 优先架构下,有几个不同的变化,像是晶粒面向上接合、晶粒面向下接合、RDL 细线优先和 RDL 粗线优先类型等,都会增加支撑材料与设备的复杂度与要求。

在晶粒面向上接合和面向下接合晶圆优先的做法当中,若重构晶圆的厚度低于 350 µm,那么就会因为内部应力大而呈现严重弓形,若要在整个制程的制程中支撑重构晶圆,就必须有能够抗高温的接合材料。这是因为晶圆堆会经过 RDL 成形制程,在这个过程中,材料会暴露于高达 250°C 的高温环境达数小时,而接合线会暴露于多种不同的制程化学物,包括强酸、强碱及溶剂化学物。为了与载具晶圆剥离,机械分离和雷射分离是惯用的方法,不过,热滑动剥离也可以应用于某些情况下。

在 RDL 优先的方法中,用于晶粒黏着的 RDL 和组装制程会在暂时玻璃载具上完成,这个载具会涂上牺牲层。几个制程步骤会执行来建立一个多层 RDL 结构,接着进行晶粒黏着、压磨和模具研磨,以及载具分离。在晶圆级上,对于 RDL 优先制程惯用的载具分离方法是,采用雷射分离机制。最后,与晶圆优先制程相比,RDL 优先制程在牺牲层上更为严峻,因为在早期 RDL 成形阶段中,整面的这个释放层会开放接触制程化学品。

 

问:暂时接合/剥离材料必须符合哪些要求,才能因应 FOWLP 挑战?

答:FOWLP 应用所需的暂时接合材料,必须能强固地黏合重构晶圆,以维持平坦度,并消除接合处的弓形和翘曲。这些材料也必须拥有热机械特性,可承受下游高温制程,还有经得起三小时的五次 230°C+ 温度周期。在晶圆优先方法中,材料也必须能承受压模的压力。过去常用于支撑 RDL 优先增层法制程的释放层,必须能经得起并支撑更严苛的化学暴露条件,而不影响到制程步骤。此外,先进 FO 制程的复杂制程也可能需要适合双面暂时接合的材料。随着面板级制程的精进,暂时接合/剥离材料也必须兼容于面板组装生产线所需的涂层法、应用制程及工具。针对 FOWLP 进行剥离是这项技术的亮点。硅基板的易碎性是 3D-IC 与 2.5D 中,永远存在的最大挑战。重构晶圆和面板不易碎,在下游制程中进行搬运时,也许比硅更有宽容度。这些较新的方法最终可简化剥离制程,并降低 FO 制程成本。

 

问:布鲁尔科技如何解决这些挑战,以提供 FOWLP 制程的暂时解决方案?

答:根据我们所讨论的挑战来看,可以清楚知道某项产品、甚至某系列的暂时接合/剥离材料,可能不适合先进封装应用中的所有制程。对硅晶圆来说,用于 3D-IC 和 2.5D 背面制程步骤的材料,与用于 FO 制程的材料,各有不同的要求条件。布鲁尔科技因此提供完整范围的各种接合材料与释放层,以健全、高产能、具成本效益且简易的解决方案,来实现所有这些不断演进的制程。


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