Il confezionamento a livello di wafer con fan out (FOWLP) è un metodo economicamente vantaggioso nell'industria dei semiconduttori. Tuttavia, i tipici effetti collaterali di questo processo sono la deformazione e lo spostamento dei chip. Nonostante il continuo miglioramento della tecnologia di fan out a livello di wafer e di pannello, questi problemi legati allo stampaggio persistono.
La deformazione è causata dal ritiro chimico del composto liquido per stampaggio a compressione (LCM) durante la polimerizzazione e il raffreddamento successivi allo stampaggio. La seconda causa della deformazione è la discrepanza nel coefficiente di dilatazione termica (CTE) tra il chip di silicio, il materiale di stampaggio e il substrato. L'offset è dovuto al fatto che i materiali di stampaggio viscosi con un elevato contenuto di riempitivo possono essere utilizzati solitamente solo ad alta temperatura e alta pressione. Poiché il chip è fissato al supporto tramite un incollaggio temporaneo, l'aumento della temperatura ammorbidisce l'adesivo, indebolendone la forza adesiva e riducendone la capacità di fissare il chip. La seconda causa dell'offset è che la pressione richiesta per lo stampaggio crea stress su ciascun chip.
Per trovare soluzioni a queste sfide, DELO ha condotto uno studio di fattibilità incollando un semplice chip analogico su un supporto. In termini di configurazione, il wafer di supporto viene rivestito con un adesivo di incollaggio temporaneo e il chip viene posizionato a faccia in giù. Successivamente, il wafer viene stampato utilizzando un adesivo DELO a bassa viscosità e polimerizzato con radiazioni ultraviolette prima di rimuovere il wafer di supporto. In tali applicazioni, vengono tipicamente utilizzati compositi di stampaggio termoindurenti ad alta viscosità.
DELO ha inoltre confrontato la deformazione dei materiali di stampaggio termoindurenti e dei prodotti polimerizzati con raggi UV nell'esperimento, e i risultati hanno mostrato che i materiali di stampaggio tipici si deformano durante la fase di raffreddamento dopo la termoindurimento. Pertanto, l'utilizzo della polimerizzazione a raggi ultravioletti a temperatura ambiente anziché della polimerizzazione a caldo può ridurre notevolmente l'impatto della differenza di coefficiente di dilatazione termica tra il composto di stampaggio e il supporto, minimizzando così la deformazione nella misura massima possibile.
L'utilizzo di materiali a polimerizzazione ultravioletta può anche ridurre l'impiego di cariche, diminuendo così la viscosità e il modulo di Young. La viscosità dell'adesivo modello utilizzato nel test è di 35000 mPa · s e il modulo di Young è di 1 GPa. Grazie all'assenza di riscaldamento o di alta pressione sul materiale di stampaggio, è possibile ridurre al minimo la deformazione del truciolo. Un tipico composto di stampaggio ha una viscosità di circa 800000 mPa · s e un modulo di Young nell'ordine delle due cifre.
Nel complesso, la ricerca ha dimostrato che l'utilizzo di materiali polimerizzati UV per lo stampaggio di grandi superfici è vantaggioso per la produzione di packaging a livello di wafer con fan out del chip leader, riducendo al minimo la deformazione e lo spostamento dei chip. Nonostante le significative differenze nei coefficienti di dilatazione termica tra i materiali utilizzati, questo processo trova comunque molteplici applicazioni grazie all'assenza di variazioni di temperatura. Inoltre, la polimerizzazione UV può anche ridurre i tempi di polimerizzazione e il consumo energetico.
La polimerizzazione UV, anziché quella termica, riduce la deformazione e lo spostamento del chip nel packaging a livello di wafer con configurazione fan-out.
Confronto tra wafer da 12 pollici rivestiti utilizzando un composto ad alto contenuto di riempitivo polimerizzato termicamente (A) e un composto polimerizzato con raggi UV (B)
Data di pubblicazione: 05-11-2024