L'encapsulation au niveau de la plaquette par répartition en faisceau (FOWLP) est une méthode économique dans l'industrie des semi-conducteurs. Cependant, ce procédé présente généralement des effets secondaires tels que la déformation et le décalage des puces. Malgré l'amélioration continue des technologies de répartition en faisceau au niveau de la plaquette et du panneau, ces problèmes liés au moulage persistent.
Le gauchissement est dû au retrait chimique du composé de moulage par compression liquide (LCM) lors du durcissement et du refroidissement après moulage. La seconde cause de gauchissement est la différence de coefficient de dilatation thermique (CTE) entre la puce de silicium, le matériau de moulage et le substrat. Le décalage est lié au fait que les matériaux de moulage visqueux à forte teneur en charges ne peuvent généralement être utilisés que sous haute température et haute pression. La puce étant fixée au support par collage temporaire, l'augmentation de température ramollit l'adhésif, ce qui affaiblit son adhérence et réduit sa capacité à fixer la puce. La seconde cause du décalage est la contrainte exercée sur chaque puce par la pression nécessaire au moulage.
Afin de relever ces défis, DELO a mené une étude de faisabilité en collant une puce analogique simple sur un support. Concrètement, la plaquette support est recouverte d'un adhésif de collage temporaire, puis la puce est placée face contre la plaquette. Celle-ci est ensuite moulée à l'aide d'un adhésif DELO à faible viscosité et polymérisée par rayonnement ultraviolet avant d'être retirée du support. Dans ce type d'applications, on utilise généralement des composites de moulage thermodurcissables à haute viscosité.
DELO a également comparé la déformation des matériaux de moulage thermodurcissables et des produits polymérisés aux UV lors de l'expérience. Les résultats ont montré que les matériaux de moulage classiques se déforment pendant la phase de refroidissement après thermodurcissabilité. Par conséquent, l'utilisation d'une polymérisation ultraviolette à température ambiante plutôt qu'une polymérisation thermique permet de réduire considérablement l'impact de la différence de coefficient de dilatation thermique entre le composé de moulage et le support, minimisant ainsi au maximum la déformation.
L'utilisation de matériaux à polymérisation ultraviolette permet également de réduire la quantité de charges, et par conséquent la viscosité et le module de Young. La viscosité de l'adhésif modèle utilisé lors du test est de 35 000 mPa·s et son module de Young de 1 GPa. L'absence de chauffage ou de haute pression sur le matériau de moulage permet de minimiser au maximum le décalage des copeaux. Un composé de moulage classique présente une viscosité d'environ 800 000 mPa·s et un module de Young à deux chiffres.
Globalement, les recherches ont démontré que l'utilisation de matériaux polymérisés aux UV pour le moulage de grandes surfaces est avantageuse pour la production de puces à structure en éventail, tout en minimisant au maximum la déformation et le décalage des puces. Malgré des différences importantes de coefficients de dilatation thermique entre les matériaux utilisés, ce procédé conserve de nombreuses applications grâce à l'absence de variation de température. De plus, la polymérisation UV permet également de réduire le temps de polymérisation et la consommation d'énergie.
Le durcissement par UV, au lieu du durcissement thermique, réduit la déformation et le déplacement des puces dans les boîtiers au niveau de la plaquette à structure en éventail.
Comparaison de plaquettes revêtues de 12 pouces utilisant un composé à haute charge durci thermiquement (A) et un composé durci aux UV (B)
Date de publication : 5 novembre 2024