Fan out wafer level packaging (FOWLP) er en omkostningseffektiv metode i halvlederindustrien. Men de typiske bivirkninger af denne proces er vridning og chip offset. På trods af den kontinuerlige forbedring af wafer-niveau og panel-niveau fan-out teknologi, eksisterer disse problemer i forbindelse med støbning stadig.
Vridning er forårsaget af kemisk krympning af flydende kompressionsstøbemasse (LCM) under hærdning og afkøling efter støbning. Den anden grund til vridning er misforholdet i termisk udvidelseskoefficient (CTE) mellem siliciumchippen, støbematerialet og substratet. Offset skyldes, at tyktflydende formmaterialer med højt fyldstofindhold normalt kun kan anvendes under høj temperatur og højt tryk. Da chippen fastgøres til bæreren gennem midlertidig binding, vil stigende temperatur blødgøre klæbemidlet og derved svække dets klæbestyrke og reducere dets evne til at fiksere chippen. Den anden grund til forskydningen er, at det tryk, der kræves til støbning, skaber stress på hver spån.
For at finde løsninger på disse udfordringer gennemførte DELO en forundersøgelse ved at forbinde en simpel analog chip på en bærer. Med hensyn til opsætning er bærewaferen belagt med midlertidigt lim, og chippen placeres med forsiden nedad. Efterfølgende blev waferen støbt under anvendelse af DELO-klæber med lav viskositet og hærdet med ultraviolet stråling, før bærewaferen blev fjernet. I sådanne applikationer anvendes typisk termohærdende kompositter med høj viskositet.
DELO sammenlignede også forvridningen af termohærdende støbematerialer og UV-hærdede produkter i eksperimentet, og resultaterne viste, at typiske støbematerialer ville deformeres i afkølingsperioden efter termohærdning. Derfor kan anvendelse af ultraviolet hærdning ved stuetemperatur i stedet for varmehærdning i høj grad reducere virkningen af uoverensstemmelse mellem termisk udvidelseskoefficient mellem støbemassen og bæreren og derved minimere vridning i størst muligt omfang.
Brugen af ultraviolette hærdende materialer kan også reducere brugen af fyldstoffer og derved reducere viskositeten og Youngs modul. Viskositeten af modelklæbemidlet, der blev brugt i testen, er 35000 mPa · s, og Youngs modul er 1 GPa. På grund af fraværet af opvarmning eller højt tryk på formmaterialet kan spånforskydning minimeres i videst muligt omfang. En typisk støbemasse har en viskositet på ca. 800.000 mPa · s og et Young's modul i området af to cifre.
Samlet set har forskning vist, at brug af UV-hærdede materialer til støbning af store arealer er gavnligt til at producere chipleader vifter wafer-niveau-emballage, mens den minimerer vridning og spånforskydning i størst muligt omfang. På trods af 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 hærdetiden og energiforbruget.
UV i stedet for termisk hærdning reducerer vridning og formforskydning i fan-out wafer-niveau emballage
Sammenligning af 12-tommer coatede wafere ved hjælp af en termisk hærdet blanding med høj fyldstof (A) og en UV-hærdet forbindelse (B)
Indlægstid: Nov-05-2024