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[導(dǎo)讀]“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,離不開歷史上幾個重要節(jié)點。1947年貝爾實驗室發(fā)明了晶體管,大約十年后,集成電路的發(fā)明讓產(chǎn)業(yè)進入下一個時代,并出現(xiàn)了諸如收音機、電話等應(yīng)用,人們生活開始改觀。喬布斯也掀起了PC發(fā)展熱潮,但隨著計算機尺寸的縮小,能耗的減小,從機械角度來看,這尺寸和能耗的發(fā)展趨勢似乎遇到了瓶頸。于是,我們開始用化學(xué)、材料的角度分析,光刻技術(shù)就出現(xiàn)了。當(dāng)光刻走到1微米,光刻機也遇到了瓶頸。那么,Brewer Science的登場恰到好處?!?

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,離不開歷史上幾個重要節(jié)點。1947年貝爾實驗室發(fā)明了晶體管,大約十年后,集成電路的發(fā)明讓產(chǎn)業(yè)進入下一個時代,并出現(xiàn)了諸如收音機、電話等應(yīng)用,人們生活開始改觀。喬布斯也掀起了PC發(fā)展熱潮,但隨著計算機尺寸的縮小,能耗的減小,從機械角度來看,這尺寸和能耗的發(fā)展趨勢似乎遇到了瓶頸。于是,我們開始用化學(xué)、材料的角度分析,光刻技術(shù)就出現(xiàn)了。當(dāng)光刻走到1微米,光刻機也遇到了瓶頸。那么,Brewer Science的登場恰到好處?!?/span>

這段話出自Brewer Science策略關(guān)系總監(jiān)Doyle Edwards,在半導(dǎo)體發(fā)展歷史中,我們看到了屬于Brewer Science的濃墨一筆:“上個世紀(jì)80年代初Brewer Science發(fā)明了Anti-Reflective Coatings(防反射涂層,簡稱“ARC®”)材料,革新了光刻工藝,一直致力于通過技術(shù)創(chuàng)新不斷推動摩爾定律向前發(fā)展。


Brewer Science策略關(guān)系總監(jiān)Doyle Edwards


此后,Brewer Science的產(chǎn)品組合不斷擴大,目前囊括了可實現(xiàn)先進光刻、薄晶圓處理、3D 集成、化學(xué)和機械器件保護的產(chǎn)品以及基于納米技術(shù)的產(chǎn)品,其主營業(yè)務(wù)主要覆蓋高級光刻、晶圓級封裝與打印電子類新興市場三大塊。作為一家半導(dǎo)體廠商,Brewer Science觸及各行各業(yè),3D產(chǎn)品、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、AI等等。


正如Doyle Edwards介紹那樣,Brewer Science作為材料供應(yīng)商,會從材料設(shè)計角度,根據(jù)不同時段不同市場的需求進行預(yù)測,并作出相關(guān)布局。從時間軸來看,Brewer Science一直不斷為業(yè)界提供工藝解決方案,化學(xué)解鍵合、熱滑動解鍵合、機械解鍵合、激光解鍵合等?!拔磥鞡rewer Science繼續(xù)會不斷提供適應(yīng)工藝需求的材料?!?


據(jù)Brewer Science晶圓級封裝材料事業(yè)部商務(wù)發(fā)展副總監(jiān)Dongshun Bai介紹,在晶圓級封裝領(lǐng)域,Brewer Science提供三種材料: 臨時鍵合/解鍵合材料、重分布層增層材料(redistribution layer build-up materials)、晶圓級蝕刻保護和平坦化材料(etch protection & planarization material)。


為什么需要臨時鍵合/解鍵合呢?一般晶圓厚度大約為700微米,當(dāng)被打薄到100微米左右便失去了自我支撐的能力,并且易碎。所以就得引進臨時鍵合/解鍵合材料,除了提供機械支撐和正面保護的作用外,還可以協(xié)助完成下游工藝步驟。在封裝技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下,對晶圓打薄的要求會越來越高,甚至?xí)虮〉綆孜⒚祝袌鲆苍诓粩嘧非蟾『统叽绺?。臨時鍵合/解鍵合已經(jīng)得到大力發(fā)展并廣泛運用到了晶圓級封裝(WLP)領(lǐng)域,比如PoP層疊封裝、扇出型(Fan-out)封裝、硅通孔(TSV)技術(shù)下的2.5D/3D封裝。


此外,Dongshun Bai依次介紹了化學(xué)、熱滑動、機械、激光解鍵合的概念。幾種解鍵合的策略如同其命名一般,各有各的適用范圍和優(yōu)勢。


化學(xué)解鍵合——適合小規(guī)模試產(chǎn),化學(xué)試劑通過載片上的小孔將材料溶解,便可解開。適合科研機構(gòu)。


熱滑動解鍵合——當(dāng)溫度達到一個閾值(150℃甚至200℃),所用的鍵合材料便會流動,隨后便可進行滑動解鍵合。其中的解開速度與材料厚度、性能都有關(guān)系。從材料商的角度來看,更注重安全快速的解鍵合材料。


機械解鍵合——不需要加熱,在室溫情況下就能發(fā)生,目前Brewer Science已經(jīng)能做到20片Wafer/h。


激光解鍵合——速度更快,目前能做到50片wafer/h,該方法也不會產(chǎn)生更多余熱,在業(yè)內(nèi)此方法越來越流行,不過如何能在低能量的情況下,能夠在無殘留或盡可能較少殘留的情況下進行解鍵,就必須要對材料和激光有非常好的了解。


目前來看,超薄晶圓級封裝對于材料的需求包括可耐溫達350℃以上、卓越的黏著力、兼容晶圓與面板制程、滿足打薄厚度可小于50微米、耐化學(xué)性、出色的總厚度變化(TTV)、兼容于后段制程(Downstream Process)、高產(chǎn)率易于加工,以及低成本。


這些需求對材料商而言也帶來了新挑戰(zhàn),如臨時接合材料需耐高溫、容易分離不殘留、更廣泛的熱循環(huán)等,因此專注于協(xié)助客戶進入更新制程與封裝技術(shù)的Brewer Science,推出Dual-Layer一代的BrewerBOND® T1100/C1300系列材料,作為因應(yīng)。



關(guān)于Dual-Layer,Dongshun Bai表示,改變了臨時鍵合/解鍵合的路線,以前都使用熱塑性材料,需要較高溫度進行鍵合。而Dual-Layer一代在借助UV光照的條件下,室溫就能進行鍵合和固化,非常適合于熱敏感和高應(yīng)力器件。  該系統(tǒng)并能實現(xiàn)高于300℃甚至400℃的熱穩(wěn)定性。這種材料也表明臨時鍵合/解鍵合材料達到了一個新的高度。從下表中的一個例子也可以看出,在高溫處理后并不會產(chǎn)生很多翹曲(只有28.4微米)。



在應(yīng)用領(lǐng)域方面,Dongshun Bai表示,不管在MEMS、CIS、存儲器、傳感器還是RF,我們都看到了客戶的需求。如下圖所示,服務(wù)于不同產(chǎn)品領(lǐng)域,Brewer Science提供了不同的技術(shù)與產(chǎn)品組合。



雖然Brewer Science總部在美國,但其在亞洲的布局也非常的早,2004年就在上海設(shè)立了技術(shù)與服務(wù)中心,而且從各地區(qū)的晶圓產(chǎn)能來看(如下圖)。不管是晶圓領(lǐng)域還是封裝產(chǎn)業(yè),全球最大的亮點在亞洲,而亞洲的重點在中國。


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