Unterstützen Sie Ihre Kunden bei der Erfüllung Ihrer Designanforderungen und verbessern Sie zugleich die Effizienz Ihrer eigenen Prozesse mit den temporären Lösungen für das Verbinden und Ablösen von 3M für Semiconductor Advanced Packaging.
Komplettlösungen für das temporäre Verbinden und Ablösen
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Um die neuen Rechen- und Designanforderungen zu erfüllen, die durch das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), 5G-Chips, Augmented und Virtual Reality und andere globale Technologietrends gestellt werden, ist eine hohe Gerätedichte mit geringerem Platzbedarf sowie eine bessere Chipleistung unverzichtbar. Verfahren wie Fan-out-Gehäuse auf Wafer- und Plattenebene, 3D-Silikon-Durchkontaktierungen, heterogene Integration und andere können dazu beitragen, diese Anforderungen zu erfüllen.
Die Aufrechterhaltung der vollen Chipausbeute erfordert sogar noch mehr. 3M hat Lösungen entwickelt – die 3M™ Wafer Support System (3M WSS) – die Kunden dabei unterstützen, ihre Chip-Gehäuse auf Wafer- und Plattenebene sowie ihre anspruchsvollen Fan-Out-Pendants auf Wafer- und Plattenebene zu realisieren, indem sie dazu beitragen deren wichtigste Herausforderungen in Bezug auf thermische und chemische Beständigkeit zu bewältigen.
Wichtige Trends beim Halbleiter-Advanced Packaging
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Fan-out-Gehäuse auf Wafer-Ebene
Der richtige Klebstoff ist bei Fan-out-Gehäusen auf Wafer-Ebene (Fan-out Wafer-level Packaging, FOWLP) von entscheidender Bedeutung – er muss fest genug sein, um die Front-End-verarbeiteten Wafer während der Back-End-Verarbeitung zu halten und sich dann ohne Beschädigung des Substrats und nur mit minimalen Rückständen vom Träger lösen lassen. Verarbeitete Wafer werden in vereinzelte Chips aufgeteilt und diese wiederum sorgfältig auf einem Wafer neu angeordnet, welcher so geformt ist, dass er Lücken ausfüllen kann. Die Räume, bei denen Lücken gefüllt wurden, bilden dann „aufgefächerte“ (fanned out) Verbindungspunkte.Fan-out-Gehäuse auf Plattenebene
Fan-out-Gehäuse auf Plattenebene (Fan-out Panel-level Packaging, FOPLP) gehen einen Schritt weiter als das FOWLP, indem sie die Unterbringung und Verarbeitung vereinzelter Chips auf einer großen quadratischen Platte ermöglichen, die mehr Chips als ein Wafer aufnehmen kann. Dadurch reduzieren sich die Kosten noch weiter.Heterogene Integration
Bei der heterogenen Integration werden verschiedene Komponenten (Chips, MEMS, Sensoren usw.), die in separaten Prozessen hergestellt wurden, in einem einzigen Gesamtgehäuse kombiniert. Dieses Gehäuse bietet eine bessere Funktionalität sowie betriebliche Vorteile (Leistung auf Systemebene, Betriebskosten). Auch hier sind die Klebstoffe von entscheidender Bedeutung – sie müssen mit einer Vielzahl von Gehäusesubstraten kompatibel sein und sich sauber sowie ohne Beschädigungen ablösen lassen.
3M Lösungen für Halbleiter-Gehäuse auf Wafer- und Plattenebene
Das 3M WSS – eine umfassende Lösung für Halbleitergehäuse auf Wafer-Ebene
Geeignet für: IGBT, FOWLP, LED, MEMS, 3D-Silizium-Durchkontaktierung, heterogene Integrationen
Das 3M WSS – eine Komplettlösung für IGBT und Gehäuse auf Wafer-Ebene – kombiniert branchenführende Anlagen mit dem 3M™ UV-härtendem Flüssigklebstoff, um die temporären Verbindungs- und Ablösungsprozesse zu ermöglichen, die für das Wafer-Dünnen und die Hochtemperatur-FOWLP- und FOPLP-Abläufe erforderlich sind.
Die temporäre Verklebung mit einem Glasträger sorgt für eine starre, gleichmäßige Auflagefläche, welche Belastungen des Wafers während der nachfolgenden Verarbeitungsschritte minimiert. Dadurch werden Verformungen, Risse und Kantenausbrüche reduziert und die Produktausbeute gesteigert.
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Die nächsten Innovationen beim 3M WSS
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Wir arbeiten derzeit an der Formulierung einer Klebstofftechnologie, die eine heterogene Integration ermöglicht, indem die nichtoxidischen Oberflächen durch Kupfer-zu-Kupfer-Verbindungen bei ultrahohen Temperaturen erhalten bleiben.
Wenden Sie sich an einen 3M Materialexperten, um mehr darüber zu erfahren, welchen Ansatz wir bei der Thermokompression von Kupfer verfolgen und welche Folgen diese für die heterogene Integration hat.
Weitere Tests zur Produktfähigkeit im Rahmen des 3M WSS umfassen:
- Die Rheologie von Rotationsbeschichtungsmaterialien vor der Aushärtung
- UV-Härtung und Zeitaufwand
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Prozessablauf beim temporären Verbinden und Ablösen
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A. Halbleiter-Wafer, B. 3M™ UV-härtender Flüssigklebstoff, C. 3M™ LTHC-Beschichtung, D. Glasträger, E. 3M™ Peeling Tape 3305
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Das 3M WSS ermöglicht ein einfaches Verbinden und Ablösen mit einem hohen Durchsatz von mehr als 22 Wafern pro Stunde.
1. Verbinden des Wafers mit dem Glasträger
- Schnelles Aushärten, ohne dass weitere Aushärtungsschritte durch Wärmebehandlung erforderlich sind
2. Schleifen der Rückseite
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Gute Gesamtdickenvariation (Total Thickness Variation, TTV) nach dem Schleifen der Rückseite (typischerweise TTV von 2 um für einen Wafer von 300 mm)
3. Verarbeitung der Rückseite
- Gute Hitzebeständigkeit (bis zu 180 °C für 1 Stunde)
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Gute chemische Beständigkeit gegenüber einem breiten Spektrum von Prozesschemikalien, geringe Ausgasung
4. Aufbringen des Dicing-Klebebands (Klebeband zur Wafer-Vereinzelung)
5. Laserablösung
6. Abheben des Glasträgers
- Ohne Belastungen
7. Abziehen der UV-Klebstoffschicht
- Einfaches, rückstandsfreies Ablösen
Weniger Mängel. Mehr Rentabilität.
Seit über 100 Jahren macht 3M Produkttests zu einem wesentlichen Bestandteil bei der Entwicklung von hochwertigen Lösungen. Die beim 3M WSS verwendeten Klebstoffe werden strengen Tests in Bezug auf die Haftung und ihrer thermischen und chemischen Beständigkeit unterzogen. Dadurch wird sichergestellt, dass sie auch den neuen Prozess-, Temperatur-, Substrat- und zeitlichen Anforderungen standhalten, die für Fan-out-Gehäuse auf Wafer-Ebene (FOWLP) und auf Plattenebene (FOPLP) erforderlich sind.
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Wir analysieren Materialeigenschaften, einschließlich:
- Der Haftung auf Silikon und anderen behandelten Oberflächen nach dem Auftragen und nach Temperaturbelastung
- Der chemischen Beständigkeit gegenüber bestimmten Verfahren (Galvanisierung usw.) und des Gewichtverlustes/der Gewichtszunahme nach Eintauchen des Wafers für bestimmte Zeiträume und bei bestimmten Temperaturen (Polieren usw.)
- Des Gewichtsverlusts nach thermischer Verarbeitung (dielektrische Aushärtung, Plasma, Sputtern usw.)
- Der Kleberrückstände
- Der physikalischen Eigenschaften des Klebstoffs (Modul, Tg, Zugeigenschaften/Dehnung usw.)
Die technischen Experten von 3M können mit Ihrem Team in Bezug auf spezifische thermische, zeitliche und chemische Anforderungen zusammenarbeiten, um mit Unterstützung unserer globalen Produktentwicklungslabors und Produktionsstandorte eine Lösung zu finden.
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Setzen Sie sich mit einem 3M Experten in Verbindung, um sich über das 3M WSS zu informieren
Unser Expertenteam verfügt über jahrzehntelange Erfahrung bei der Lösung von Problemen und ist in den einschlägigen Technologien geschult. So können wir Sie auch bei der Bewältigung Ihrer schwierigsten Materialprobleme unterstützen.
