DELO推出用于扇出型晶圓級(jí)封裝的紫外線工藝

DELO 為扇出型晶圓級(jí)封裝 (FOWLP) 開發(fā)了一項(xiàng)新工藝。可行性研究表明，使用紫外線固化模塑材料代替熱固化材料，可顯著減少翹曲和芯片偏移。此外，這還能縮短固化時(shí)間，最大限度地降低能耗。

扇出型晶圓級(jí)封裝將眾多芯片封裝在一個(gè)載體上，是半導(dǎo)體行業(yè)一種成本效益較高的方法。但這種工藝的典型副作用是翹曲和芯片偏移。盡管晶圓級(jí)和面板級(jí)的扇出型技術(shù)不斷精進(jìn)，但這些與模塑成型相關(guān)的問題依然存在。

在扇出型晶圓級(jí)封裝中，用紫外線代替熱固化可減少翹曲和芯片偏移（插圖：DELO ）

翹曲是由于液態(tài)壓縮模塑化合物 (LCM) 在模塑后的固化和冷卻期間發(fā)生化學(xué)收縮而造成的。造成翹曲的第二個(gè)原因是硅芯片、成型材料和基材之間的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配。填料含量高的膏糊狀模塑材料通常只能在高溫高壓下使用，這極易導(dǎo)致芯片偏移。這是因?yàn)樾酒峭ㄟ^臨時(shí)粘合的方式安裝在載體上的，溫度升高會(huì)軟化粘合劑，從而削弱粘合劑的粘接力，降低其固定芯片的能力。同時(shí)，模塑所需的壓力會(huì)對(duì)每個(gè)芯片產(chǎn)生應(yīng)力。

 為了找到應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的解決方案，DELO 進(jìn)行了一項(xiàng)將芯片模型粘合到載體基材上的可行性研究。在這項(xiàng)研究中，載體晶圓上涂有臨時(shí)粘合劑，芯片面朝下放置。隨后，用低粘度 DELO 粘合劑對(duì)晶圓進(jìn)行模塑，并用紫外線固化，然后再移除載體晶圓。在此類應(yīng)用中，通常使用高粘度熱固化模塑復(fù)合物。

使用熱固化的、填料含量高的化合物（A）和紫外線固化的化合物（B）的12英寸涂層晶圓比較（插圖：DELO）

DELO 在實(shí)驗(yàn)中還比較了熱固化模塑用料和紫外線固化產(chǎn)品的翹曲情況，結(jié)果證明，典型的模塑材料在熱固化后的冷卻期間會(huì)發(fā)生翹曲。因此，在室溫下用紫外線代替加熱固化，可大大降低模塑化合物和載體之間熱膨脹系數(shù)不匹配的影響，從而最大限度地減少翹曲。

使用紫外線固化材料還可以減少填料的使用，從而降低粘稠度和楊氏模量。在測(cè)試中，粘合劑模型系統(tǒng)的粘性為 35000 mPa，楊氏模量為 1 GPa。由于在模塑材料上無需加熱或施展高壓，因此可最大程度減少芯片偏移。典型的化合物粘性約為 800000 mPa，楊氏模量為兩位數(shù)。

總體來說，研究表明使用紫外線固化大面積模塑材料有助于生產(chǎn)芯片先導(dǎo)扇出型晶圓級(jí)封裝，同時(shí)最大程度減少翹曲和芯片偏移。盡管所采用的材料之間存在很大的熱膨脹系數(shù)差異，但由于沒有溫度變化，該工藝仍然非常靈活。此外，紫外線固化還能減少固化時(shí)間和能耗。 

DELO 將于2024年11月12日至15日在慕尼黑舉行的 SEMICON Europa 展覽會(huì)上詳細(xì)介紹其研究成果以及用于高級(jí)封裝的其他粘合解決方案。