Fan-out wafer-level packaging (FOWLP) er en omkostningseffektiv metode i halvlederindustrien. Men de typiske bivirkninger ved denne proces er vridning og chip-offset. Trods den løbende forbedring af wafer- og panel-level fan-out-teknologien eksisterer disse problemer relateret til støbning stadig.
Vridning forårsages af kemisk krympning af flydende kompressionsstøbemasse (LCM) under hærdning og afkøling efter støbning. Den anden årsag til vridning er uoverensstemmelsen i termisk udvidelseskoefficient (CTE) mellem siliciumchippen, støbematerialet og substratet. Forskydningen skyldes, at viskøse støbematerialer med højt fyldstofindhold normalt kun kan bruges under høj temperatur og højt tryk. Da chippen er fastgjort til bæreren gennem midlertidig binding, vil stigende temperatur blødgøre klæbemidlet, hvorved dets klæbestyrke svækkes og dets evne til at fiksere chippen reduceres. Den anden årsag til forskydningen er, at det tryk, der kræves til støbning, skaber belastning på hver chip.
For at finde løsninger på disse udfordringer udførte DELO en forundersøgelse ved at lime en simpel analog chip på en bærer. Med hensyn til opsætningen belægges bærerwaferen med midlertidigt klæbemiddel, og chippen placeres med forsiden nedad. Derefter blev waferen støbt med lavviskositets DELO-klæbemiddel og hærdet med ultraviolet stråling, før bærerwaferen blev fjernet. I sådanne anvendelser anvendes typisk højviskose termohærdende støbekompositter.
DELO sammenlignede også vridningen af termohærdende støbematerialer og UV-hærdede produkter i eksperimentet, og resultaterne viste, at typiske støbematerialer ville vride sig i afkølingsperioden efter termohærdning. Derfor kan brug af ultraviolet hærdning ved stuetemperatur i stedet for varmehærdning i høj grad reducere virkningen af uoverensstemmelsen i termisk udvidelseskoefficient mellem støbemassen og bæreren og derved minimere vridning i videst muligt omfang.
Brugen af ultraviolette hærdende materialer kan også reducere brugen af fyldstoffer og derved reducere viskositeten og Youngs modul. Viskositeten af det modelklæbemiddel, der anvendes i testen, er 35000 mPa·s, og Youngs modul er 1 GPa. På grund af fraværet af opvarmning eller højt tryk på støbematerialet kan spånforskydningen minimeres i videst muligt omfang. En typisk støbemasse har en viskositet på omkring 800000 mPa·s og et Youngs modul i området på to cifre.
Samlet set har forskning vist, at brugen af UV-hærdede materialer til støbning af store arealer er gavnlig for at producere chip leader fan-out wafer-emballage, samtidig med at vridning og chip offset minimeres i videst muligt omfang. Trods betydelige forskelle i termiske udvidelseskoefficienter mellem de anvendte materialer har denne proces stadig flere anvendelser på grund af fraværet af temperaturvariationer. Derudover kan UV-hærdning også reducere hærdningstid og energiforbrug.
UV i stedet for termisk hærdning reducerer vridning og forskydning af matricen i fan-out wafer-niveau emballage
Sammenligning af 12-tommer coatede wafere ved hjælp af en termisk hærdet forbindelse med højt fyldstofindhold (A) og en UV-hærdet forbindelse (B)
Opslagstidspunkt: 05. november 2024