DELO giới thiệu phương pháp tiếp cận UV cho đóng gói cấp wafer dạng quạt

DELO đã phát triển một phương pháp tiếp cận mới cho kỹ thuật bao gói chip cấp wafer dạng quạt (FOWLP). Nghiên cứu khả thi của họ cho thấy: Với việc sử dụng vật liệu đúc có thể đóng rắn bằng UV thay vì vật liệu đóng rắn bằng nhiệt, hiện tượng cong vênh và dịch chuyển khuôn có thể giảm đáng kể. Ngoài ra, điều này giúp cải thiện thời gian đóng rắn và giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng.

Cả cong vênh và dịch chuyển khuôn đều là tác dụng phụ điển hình của đóng gói cấp wafer dạng quạt, một phương pháp tiết kiệm chi phí trong ngành công nghiệp bán dẫn, nơi nhiều khuôn được đóng gói cùng nhau trên một giá đỡ. Mặc dù các kỹ thuật quạt ở cấp wafer và cấp tấm liên tục được cải tiến, nhưng những vấn đề liên quan đến đúc nén liên quan vẫn còn tồn tại.

Cong vênh xảy ra do co ngót hóa học khi hợp chất khuôn nén dạng lỏng (LCM) đóng rắn và nguội đi sau quá trình đúc. Nguyên nhân thứ hai gây cong vênh là do hệ số giãn nở nhiệt (CTE) giữa khuôn silicon, vật liệu khuôn và chất nền không khớp nhau. Sự dịch chuyển khuôn là kết quả của vật liệu đúc có độ đầy cao và là dạng nhão, chỉ có thể được áp dụng trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. Vì khuôn được gắn trên vật mang bằng liên kết tạm thời, nhiệt độ tăng có thể làm mềm chất kết dính tạm thời, do đó làm giảm chức năng giữ các chip tại chỗ của nó. Đồng thời, áp suất cần thiết để đẩy hợp chất đúc tác dụng lực lên từng khuôn.

Để tìm ra giải pháp cho những thách thức này, DELO đã tiến hành một nghiên cứu khả thi, sử dụng một mô hình đơn giản về các chip giả được liên kết với một chất nền mang. Đối với thiết lập này, tấm wafer mang được phủ một chất kết dính tạm thời và các khuôn được đặt úp xuống. Sau đó, tấm wafer được đúc bằng vật liệu DELO có độ nhớt thấp và được xử lý bằng tia UV trước khi tấm wafer mang được loại bỏ một lần nữa. Thông thường, các hợp chất đúc bằng nhiệt có độ nhớt cao được sử dụng trong các ứng dụng như thế này.

Các thí nghiệm, trong đó DELO cũng so sánh độ cong vênh của chất bao gói dùng nhiệt với sản phẩm đóng rắn bằng tia UV, đã chứng minh rằng độ cong vênh xảy ra khi các vật liệu đúc thông thường nguội đi sau khi đóng rắn bằng nhiệt. Do đó, việc chuyển sang xử lý ở nhiệt độ phòng bằng cách sử dụng tia UV thay vì nhiệt làm giảm đáng kể tác động của sự không khớp hệ số giãn nở nhiệt CTE giữa hợp chất đúc và chất mang, do đó giảm thiểu cong vênh.

Với việc sử dụng vật liệu xử lý bằng tia UV, cũng có thể giảm hàm lượng chất độn và do đó làm giảm độ nhớt và mô đun Young của nó. Trong quá trình thử nghiệm, một hệ thống keo dán mô hình đạt được độ nhớt là 35.000 mPa·s và mô đun Young là 1 GPa. Điều này dẫn đến sự dịch chuyển khuôn tối thiểu vì không cần nhiệt hoặc áp suất cao để trải vật liệu đúc. Các hợp chất thường được sử dụng có độ nhớt khoảng 800.000 mPa·s và mô đun Young ở phạm vi hai chữ số.

Nhìn chung, nghiên cứu cho thấy việc sử dụng vật liệu đúc diện tích lớn có thể xử lý bằng tia UV tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất các tấm wafer đóng gói dạng quạt với độ cong vênh và dịch chuyển khuôn tối thiểu. Mặc dù có sự chênh lệch CTE đáng kể giữa các vật liệu được sử dụng, quy trình này vẫn linh hoạt do không có sự thay đổi nhiệt độ. Hơn nữa, xử lý bằng tia UV làm giảm cả thời gian xử lý và mức tiêu thụ năng lượng.

DELO sẽ tham dự SEMICON Europa ở Munich từ ngày 12 đến ngày 15 tháng 11 năm 2024 để trình bày chi tiết về những phát hiện của mình cũng như các giải pháp kết dính bổ sung cho công nghệ đóng gói chip tiên tiến này. 

HUST Việt Nam!