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當(dāng)前的先進(jìn)封裝市場和對設(shè)備和材料的要求介紹 - 合明科技

發(fā)布日期:2023-05-17 15:16:26     來源:芯片清洗     作者:合明科技     瀏覽次數(shù):101
核心提示:當(dāng)前的先進(jìn)封裝市場和對設(shè)備和材料的要求,封裝技術(shù)不斷發(fā)展,以滿足日益增長的芯片集成度和對每個組件更高性能的需求。芯片封裝已經(jīng)完成了從其傳統(tǒng)用途的演變。在傳統(tǒng)用途中,芯片封裝僅用作芯片保護(hù)。

今天小編為大家?guī)硪黄P(guān)于當(dāng)前的先進(jìn)封裝市場和對設(shè)備和材料的要求介紹~

一、拆解當(dāng)前的先進(jìn)封裝市場

封裝技術(shù)不斷發(fā)展,以滿足日益增長的芯片集成度和對每個組件更高性能的需求。芯片封裝已經(jīng)完成了從其傳統(tǒng)用途的演變。在傳統(tǒng)用途中,芯片封裝僅用作芯片保護(hù)?,F(xiàn)在,封裝的設(shè)計選擇在解決縮放的減速和滿足對高性能的多樣化需求方面起著至關(guān)重要的作用。

通過2.5D&3D異構(gòu)封裝技術(shù)也實現(xiàn)了更小的占用空間和超高布線。

對先進(jìn)封裝市場z近出現(xiàn)的各種封裝解決方案進(jìn)行了分析和比較并發(fā)現(xiàn):NVIDIA 的 A100 使用 TSMC 的大型硅中介層連接 GPU 和 HBM 內(nèi)存,從而優(yōu)化了占用空間并提高了組件性能;然而,中介層的成本相對較高,因為封裝中超過 50% 的芯片全部對應(yīng)的中介層芯片。面對這些挑戰(zhàn)和硅中介層工藝的成本影響,一些制造商(如 AMD)使用替代解決方案(例如模制中介層 (mold interposer))來減小硅芯片的尺寸和成本。

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二、對設(shè)備和材料的要求

先進(jìn)封裝設(shè)備與現(xiàn)有平臺一樣多種多樣,服務(wù)于所有級別的互連,即在 Si 芯片(或小芯片)、Si 光子芯片、布線或再分布層 (RDL:redistribution layers) 級別。當(dāng)中還包括如嵌入式橋接器或有機(jī)中介層、Si 中介層、IC 基板和高級印刷電路板 (PCB)在內(nèi)的嵌入式布線。

晶圓級封裝 (WLP) 設(shè)備相對完善。該設(shè)備不斷優(yōu)化,以應(yīng)對清潔和溫度控制、高縱橫比特性、增加的粗糙度、翹曲控制以及對封裝中各種材料的考慮等挑戰(zhàn)。硅芯片頂部的布線以及硅通孔 (TSV) 均采用薄膜技術(shù)制造。對于寬松的 L/S,可以使用成熟的 MEMS 類型的設(shè)備,滿足core-FO、扇入、倒裝芯片和低端硅中介層的制造需求。布線完成后,芯片通過混合鍵合較大的焊料凸塊( bigger solder bumps)、較小的銅柱( smaller Cu pillars)、微凸塊(microbumps)或z小的直接銅焊盤(smallest direct Cu pad進(jìn)行互連。其中,混合鍵合是設(shè)備和材料供應(yīng)商在芯片和晶圓處理、鍵合后光刻、沉積、減薄和平面化、蝕刻和等離子切割以及混合互連核心方面的技術(shù)轉(zhuǎn)折點。面板級封裝 (PLP) 設(shè)備和材料供應(yīng)鏈更為復(fù)雜,通常使用定制設(shè)備在 EMC、有機(jī)面板、味之素積層膜(ABF)和玻璃之上互連。PLP 可以使用減材( subtractive)或增材(additive)工藝,其中設(shè)備優(yōu)化通常受到表面貼裝技術(shù) (SMT)、半導(dǎo)體和平板顯示器行業(yè)的啟發(fā),以解決非對稱翹曲、更厚的基板、涂層或沉積的均勻性和減薄、粗糙度增加以及處理低溫材料等挑戰(zhàn)。此外,由于缺乏適用于嚴(yán)格 L/S 的面板處理計量和檢測工具,PLP 過程控制很困難。IC 基板和先進(jìn)的 PCB 面臨互連間距減小的挑戰(zhàn),我們看到從 SMT 到薄膜的轉(zhuǎn)變技術(shù)。對于嵌入式橋接器的拾取和放置以及層壓到有機(jī)面板中的互連間距變得更加嚴(yán)格,RDL-first 用于 2.3D 有機(jī)中介層或 Chip-last FO。總而言之,WLP 和 PLP 技術(shù)的改進(jìn)與高端硅芯片的進(jìn)步是互補(bǔ)的。因此,我們繼續(xù)看到許多令人振奮的發(fā)展。三、先進(jìn)封裝產(chǎn)品清洗劑:


先進(jìn)封裝產(chǎn)品芯片焊后封裝前,基板載板焊盤上的污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物,到底哪些才是z備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量z主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。

針對先進(jìn)封裝產(chǎn)品芯片焊后封裝前,基板載板焊盤、電子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比較豐富的經(jīng)驗,對于有著低表面張力、低離子殘留、配合不同清洗工藝使用的情況,自主開發(fā)了較為完整的水基系列產(chǎn)品,精細(xì)化對應(yīng)涵蓋從半導(dǎo)體封裝到PCBA組件終端,包括有水基清洗劑和半水基清洗劑,堿性水基清洗劑和中性水基清洗劑等。具體表現(xiàn)在,在同等的清洗力的情況下,合明科技的兼容性較佳,兼容的材料更為廣泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗劑清洗的錫膏種類更多(測試過的錫膏品種有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;測試過的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,離子殘留低、干凈度更好。

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