Fan-out wafer-nivåpakking (FOWLP) er en kostnadseffektiv metode i halvlederindustrien. Men de typiske bivirkningene av denne prosessen er vridning og chip-forskyvning. Til tross for kontinuerlig forbedring av fan-out-teknologi på wafer- og panelnivå, eksisterer disse problemene knyttet til støping fortsatt.
Vridning forårsakes av kjemisk krymping av flytende kompresjonsstøpemasse (LCM) under herding og avkjøling etter støping. Den andre årsaken til vridning er avviket i termisk utvidelseskoeffisient (CTE) mellom silisiumbrikken, støpematerialet og substratet. Forskyvningen skyldes at viskøse støpematerialer med høyt fyllstoffinnhold vanligvis bare kan brukes under høy temperatur og høyt trykk. Ettersom brikken er festet til bæreren gjennom midlertidig binding, vil økende temperatur myke opp limet, og dermed svekke limstyrken og redusere dens evne til å fikse brikken. Den andre årsaken til forskyvningen er at trykket som kreves for støping skaper belastning på hver brikke.
For å finne løsninger på disse utfordringene, utførte DELO en mulighetsstudie ved å lime en enkel analog brikke på en bærer. Når det gjelder oppsett, belegges bærerskiven med midlertidig lim, og brikken plasseres med forsiden ned. Deretter ble skiven støpt med lavviskøs DELO-lim og herdet med ultrafiolett stråling før bærerskiven ble fjernet. I slike applikasjoner brukes vanligvis høyviskøse termoherdende støpekompositter.
DELO sammenlignet også vridningen av herdeplastmaterialer og UV-herdede produkter i eksperimentet, og resultatene viste at typiske støpematerialer ville vri seg i løpet av avkjølingsperioden etter herdeplast. Derfor kan bruk av ultrafiolett herding ved romtemperatur i stedet for varmeherding i stor grad redusere effekten av uoverensstemmelse i termisk ekspansjonskoeffisient mellom støpemassen og bæreren, og dermed minimere vridning i størst mulig grad.
Bruk av ultrafiolette herdende materialer kan også redusere bruken av fyllstoffer, og dermed redusere viskositeten og Youngs modul. Viskositeten til modelllimet som ble brukt i testen er 35 000 mPa · s, og Youngs modul er 1 GPa. På grunn av fravær av oppvarming eller høyt trykk på støpematerialet, kan sponforskyvningen minimeres i størst mulig grad. En typisk støpemasse har en viskositet på omtrent 800 000 mPa · s og en Youngs modul i området to sifre.
Samlet sett har forskning vist at bruk av UV-herdede materialer for støping av store områder er gunstig for å produsere chip-leder-fan-out-wafer-emballasje, samtidig som det minimerer vridning og chip-offset i størst mulig grad. Til tross for betydelige forskjeller i termiske utvidelseskoeffisienter mellom materialene som brukes, har denne prosessen fortsatt flere bruksområder på grunn av fraværet av temperaturvariasjoner. I tillegg kan UV-herding også redusere herdetid og energiforbruk.
UV i stedet for termisk herding reduserer vridning og dyseforskyvning i fan-out wafer-nivåpakking
Sammenligning av 12-tommers belagte wafere ved bruk av en termisk herdet forbindelse med høyt fyllstoffinnhold (A) og en UV-herdet forbindelse (B)
Publisert: 05. november 2024