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Brewer Science：以材料为基础，推进先进封装技术发展

2018-12-20 13:52:49 来源: 互联网

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随着摩尔定律接近极限，芯片尺寸越缩越小、复杂性越来越高、功耗越来越低，而对于性能则要求越来越高、成本越来越低，要满足以上所有的需求，依靠传统的技术已越来越难。未来，先进封装技术和半导体材料将是获得进一步突破的关键所在。2018年11月23日，全球创新半导体材料供应商Brewer Science在上海开办了一个Workshop，从材料商的角度详细剖析了先进封装技术的——晶圆级封装技术（WLP）。

随着从PC+互联网时代发展至移动+社交媒体时代，到将来的AI+大数据时代，不断增长和多样化的系统需求推动着许多新型封装类型和技术的发展，尤其是晶圆级封装技术。晶圆级封装为直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割（singulation）制成单颗组建。Brewer Science的晶圆级封装技术的应用材料主要分为三个部分：一是薄晶圆处理/临时键合材料；二是重分布层增层材料（redistribution layer build-up materials）；三是晶圆级蚀刻保护和平坦化材料（etch protection & planarization material）。而对于晶圆的临时键合和解键合在过去几十年已经广泛应用于各类晶圆级封装技术，如PoP、扇出型集成以及采用TSV的2.5D和3D集成。

图：技术时代演进。

为了获得更好的散热和性能、减小器件尺寸和功耗，对于超薄晶圆的需求也越来越多，临时键合/解键合技术也起到越来越重要的作用。下图为临时键合工艺的主要工艺流程步骤。

图：临时键合工艺流程。

而主要的解键合方式则有以下四种：

1）化学解键合——适合小规模试产，低成本，适合科研机构。

2）热滑动解键合——设备晶圆粘合至标准载体，加热后，轻轻滑动和晶圆剥离。在200°C下能获得良好产量。

3）机械解键合——在室温下就可解键合，在350°C以下都具有良好热稳定性。

4）激光解键合——能获得最高产量，可进行无应力解键合。目前能做到50片wafer/h。

但目前的市场需要薄晶圆的热稳定性高于350°C、出色的粘合力、更低的成本以及更高的产量，又能兼容晶圆及板级工艺等。因此，Brewer Science推出了dual-layer系统——BrewerBOND® T1100/C1300系列材料。BrewerBOND® T1100是一种热塑性薄式保护膜涂层，该材料可溶于溶剂且具有高软化点，几乎没有熔体流动。BrewerBOND® C1300则是一种可固化层应用于载体，在低温和低压下容易键合且固化后无熔流。这两层一起也不会混合或发生化学反应，可实现机械稳定性，并可提供高达400 ºC的热稳定性。

Brewer Science晶圆级封装材料事业部商务发展副总监Dongshun Bai表示：“双层系统并不意味着多键合一次。这个双层系统把热塑性材料涂在基片上，然后把可固化材料涂在载片上，载片可以是玻璃、蓝宝石、硅片等，涂完除去溶剂后再键合固化。跟以前的基于热塑性键合材料比，Dual layer system并没有多键合一次。” 他进一步解释，“Dual layer system的优势是能够进行室温键合，可采用UV光照或者热固化，并且该系统可采用机械或者激光解键合。实际上，采用热塑性材料对设备也有一定的保护作用。因为如果直接把可固化材料涂在设备上，会有清洗不了的风险，这是设计时的一个考量。Dual layer工艺包括两个coating的步骤。但是通常，不管是激光解键合还是机械解键合，除了键合材料外，一般都需要再涂布一层解键合材料，实际上也是两层，但解键合材料一般都会非常薄。对于Dual-layer system，两层材料都可以用到微米以上。”

未来，随着技术的发展以及新应用的出现，也会对封装技术和材料提出更多应用需求。Brewer Science也已做好充分准备，坚持以人为本，客户至上，技术研发为重，积极应对未来的技术挑战。

责任编辑：Sophie

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