Rozdzielanie warstwowe płytek półprzewodnikowych (FOWLP) to ekonomiczna metoda w przemyśle półprzewodnikowym. Typowymi efektami ubocznymi tego procesu są jednak odkształcenia i przesunięcia chipów. Pomimo ciągłego udoskonalania technologii rozdzielania warstwowego płytek półprzewodnikowych i paneli, problemy związane z formowaniem wciąż występują.
Odkształcenia są spowodowane skurczem chemicznym ciekłej masy formierskiej (LCM) podczas utwardzania i chłodzenia po formowaniu. Drugą przyczyną odkształceń jest niedopasowanie współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) między chipem silikonowym, materiałem formierskim a podłożem. Przesunięcie wynika z faktu, że lepkie materiały formierskie o wysokiej zawartości wypełniacza zazwyczaj mogą być stosowane tylko w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. Ponieważ chip jest mocowany do nośnika poprzez tymczasowe wiązanie, wzrost temperatury zmiękcza klej, osłabiając tym samym jego siłę klejenia i zmniejszając jego zdolność do mocowania chipa. Drugą przyczyną przesunięcia jest to, że ciśnienie wymagane do formowania wywiera naprężenie na każdy chip.
Aby znaleźć rozwiązania tych problemów, firma DELO przeprowadziła studium wykonalności, polegające na połączeniu prostego układu analogowego z nośnikiem. Konfiguracja polega na pokryciu płytki nośnej tymczasowym klejem, a następnie umieszczeniu jej powierzchnią do dołu. Następnie płytkę formowano przy użyciu kleju DELO o niskiej lepkości i utwardzano promieniowaniem ultrafioletowym przed usunięciem płytki nośnej. W takich zastosowaniach zazwyczaj stosuje się kompozyty termoutwardzalne o wysokiej lepkości.
W eksperymencie DELO porównano również odkształcanie się formowanych tworzyw termoutwardzalnych i produktów utwardzanych promieniowaniem UV, a wyniki wykazały, że typowe materiały formowane odkształcają się podczas chłodzenia po procesie utwardzania termicznego. Dlatego zastosowanie utwardzania promieniowaniem ultrafioletowym w temperaturze pokojowej zamiast utwardzania termicznego może znacznie zmniejszyć wpływ niedopasowania współczynnika rozszerzalności cieplnej między materiałem formowanym a nośnikiem, minimalizując w ten sposób odkształcanie w maksymalnym możliwym stopniu.
Zastosowanie materiałów utwardzanych promieniowaniem ultrafioletowym może również ograniczyć ilość wypełniaczy, a tym samym obniżyć lepkość i moduł Younga. Lepkość kleju modelowego użytego w teście wynosi 35 000 mPa·s, a moduł Younga 1 GPa. Dzięki braku nagrzewania lub wysokiego ciśnienia na materiał formujący, przesunięcie wióra można zminimalizować w maksymalnym możliwym stopniu. Typowa masa formierska ma lepkość około 800 000 mPa·s i moduł Younga w zakresie dwóch cyfr.
Ogólnie rzecz biorąc, badania wykazały, że stosowanie materiałów utwardzanych promieniowaniem UV do formowania wielkopowierzchniowego jest korzystne w produkcji układów scalonych z rozgałęzieniem na poziomie wafla, jednocześnie minimalizując w maksymalnym stopniu odkształcenia i przesunięcie wiórów. Pomimo znacznych różnic we współczynnikach rozszerzalności cieplnej między stosowanymi materiałami, proces ten nadal ma wiele zastosowań ze względu na brak wahań temperatury. Ponadto, utwardzanie promieniowaniem UV może również skrócić czas utwardzania i zużycie energii.
Utwardzanie za pomocą promieniowania UV zamiast termicznego redukuje odkształcenia i przesunięcia matrycy w przypadku opakowań na poziomie wafli
Porównanie 12-calowych płytek powlekanych przy użyciu utwardzanego termicznie związku o wysokiej zawartości wypełniacza (A) i związku utwardzanego promieniowaniem UV (B)
Czas publikacji: 05-11-2024