Pengemasan tingkat wafer dengan metode fan out (FOWLP) adalah metode yang hemat biaya dalam industri semikonduktor. Namun, efek samping umum dari proses ini adalah pembengkokan dan pergeseran chip. Terlepas dari peningkatan berkelanjutan pada teknologi fan out tingkat wafer dan tingkat panel, masalah yang terkait dengan pencetakan ini masih tetap ada.
Lengkungan disebabkan oleh penyusutan kimiawi dari senyawa cetakan kompresi cair (LCM) selama pengerasan dan pendinginan setelah pencetakan. Alasan kedua terjadinya lengkungan adalah ketidaksesuaian koefisien ekspansi termal (CTE) antara chip silikon, bahan cetakan, dan substrat. Pergeseran disebabkan oleh fakta bahwa bahan cetakan kental dengan kandungan pengisi tinggi biasanya hanya dapat digunakan pada suhu dan tekanan tinggi. Karena chip dipasang pada pembawa melalui perekat sementara, peningkatan suhu akan melunakkan perekat, sehingga melemahkan kekuatan perekatnya dan mengurangi kemampuannya untuk menahan chip. Alasan kedua terjadinya pergeseran adalah tekanan yang dibutuhkan untuk pencetakan menciptakan tegangan pada setiap chip.
Untuk menemukan solusi atas tantangan ini, DELO melakukan studi kelayakan dengan merekatkan chip analog sederhana ke sebuah pembawa. Dari segi pengaturan, wafer pembawa dilapisi dengan perekat sementara, dan chip diletakkan menghadap ke bawah. Selanjutnya, wafer dicetak menggunakan perekat DELO dengan viskositas rendah dan dikeringkan dengan radiasi ultraviolet sebelum wafer pembawa dilepas. Dalam aplikasi seperti ini, komposit cetakan termoset dengan viskositas tinggi biasanya digunakan.
DELO juga membandingkan perubahan bentuk bahan cetakan termoset dan produk yang diawetkan dengan sinar UV dalam percobaan tersebut, dan hasilnya menunjukkan bahwa bahan cetakan pada umumnya akan berubah bentuk selama periode pendinginan setelah proses termoset. Oleh karena itu, penggunaan pengawetan ultraviolet pada suhu ruangan, alih-alih pengawetan dengan pemanasan, dapat sangat mengurangi dampak ketidaksesuaian koefisien ekspansi termal antara senyawa cetakan dan pembawa, sehingga meminimalkan perubahan bentuk hingga semaksimal mungkin.
Penggunaan bahan pengerasan ultraviolet juga dapat mengurangi penggunaan pengisi, sehingga mengurangi viskositas dan modulus Young. Viskositas perekat model yang digunakan dalam pengujian adalah 35000 mPa·s, dan modulus Young-nya adalah 1 GPa. Karena tidak adanya pemanasan atau tekanan tinggi pada bahan cetakan, pergeseran chip dapat diminimalkan semaksimal mungkin. Senyawa cetakan tipikal memiliki viskositas sekitar 800000 mPa·s dan modulus Young dalam kisaran dua digit.
Secara keseluruhan, penelitian menunjukkan bahwa penggunaan material yang diawetkan dengan sinar UV untuk pencetakan area luas bermanfaat untuk menghasilkan pengemasan tingkat wafer dengan distribusi chip yang merata, sekaligus meminimalkan lengkungan dan pergeseran chip semaksimal mungkin. Terlepas dari perbedaan signifikan dalam koefisien ekspansi termal antara material yang digunakan, proses ini masih memiliki banyak aplikasi karena tidak adanya variasi suhu. Selain itu, pengawetan dengan sinar UV juga dapat mengurangi waktu pengawetan dan konsumsi energi.
Penggunaan sinar UV sebagai pengganti pengeringan termal mengurangi lengkungan dan pergeseran die pada pengemasan tingkat wafer fan-out.
Perbandingan wafer berlapis 12 inci menggunakan senyawa pengisi tinggi yang dikeraskan secara termal (A) dan senyawa yang dikeraskan dengan UV (B)
Waktu posting: 05 November 2024