Szczegóły bloga

1Dlaczego tymczasowe nośniki mają znaczenie w zaawansowanych opakowaniach

W zaawansowanych opakowaniach 2.5D/3D i heterogennej integracji, tymczasowy nośnik płytek (TWC) stał się krytycznym materiałem umożliwiającym zamiast wtórnym materiałem eksploatacyjnym.

Jego główne zadania obejmują:

• Zapewniające mechaniczne wsparcie dla ultracienkiej płytki (≤ 50 μm);

• umożliwienie prowadzenia procesów czasowego połączenia i odłączenia połączeń (TB/DB);

• Wspieranie rozrzedzania płytek, TSV, RDL i metalizacji tylnej strony;

• Utrzymanie integralności płytki w warunkach wysokiej temperatury, stresu i środowisk chemicznych.

Z punktu widzenia produkcji, tymczasowe nośniki przyczyniają się do:

1. Zwiększenie wydajności

2. Rozszerzenie okna procesowego, umożliwiające cieńsze płytki i bardziej skomplikowane układanie;

3. Powtarzalność procesu poprawa spójności serii do serii.

2. Siły napędowe rynku i tendencje w branży

Chociaż nie istnieją niezależne oficjalne dane rynkowe dotyczące wyłącznie przewoźników tymczasowych, prognozy branżowe dotyczące szerszego systemu tymczasowego zabezpieczenia/odliczenia (TB/DB) i rynku materiałów wskazują:

• Światowy rozmiar rynku wynoszący około 450 mln USD do 2025 r. (w tym nośniki, materiały do wiązania i sprzęt).

• Oczekuje się, że udział tymczasowych nośników o długości 12 cali gwałtownie wzrośnie, przy szacunkowej CAGR 18%-22% w latach 2025-2030.

Do głównych sił napędowych należą:

• Szybki wzrost sztucznej inteligencji, HPC i HBM;

• Rozbudowa architektury układu 2,5D/3D i Chiplet;

• szerokie stosowanie ultracienkiej płytki (≤ 50 μm);

• Wschodzące zastosowania opakowań na poziomie paneli (FOPLP).

Przemysł przechodzi od "wykonalności procesu" do "wydajności, niezawodności i optymalizacji całkowitych kosztów".

3Główne materiały przewozowe: porównanie techniczne

Poniżej przedstawiono przetłumaczone i uporządkowane porównanie głównych materiałów przenośnych w opakowaniach zaawansowanych.

Kluczowe spostrzeżenia z tabeli

• Na obecnym rynku dominują nośniki szklane ze względu na dobrą płaskość i kompatybilność z laserem.

• Nośniki krzemu pozostają kluczowe dla wysokiej klasy opakowań 2,5D/3D i HBM.

• W związku z coraz większymi wymaganiami związanymi z opakowaniami nośniki polimerowe stopniowo tracą swój udział.

• Nośniki ceramiczne/zafirowe zyskują coraz większą uwagę w przypadku ultracienkiej płytki i zastosowań o wysokiej niezawodności.

4Wyzwanie warpage w zaawansowanych opakowaniach

Ponieważ opakowania stają się cieńsze i bardziej złożone, warpage stał się jednym z najważniejszych problemów z niezawodnością.

Główne przyczyny

1. Niezgodność CTE między różnymi materiałami (krzem, szkłem, polimerami, metalami, materiałami dielektrycznymi).

2. Asymetria strukturalna w ultracienkiej płytce, wzmacniająca efekt gięcia.

3. Ściskanie klejów i warstw dielektrycznych podczas cykli termicznych.

Wpływ warpage'u

• zmniejszona dokładność ustawienia;

• wyższe ryzyko pękania płytki;

• niższy wydajność produkcyjna;

• Zaniżona wiarygodność długoterminowa.

W związku z tym kontrola warpage jest obecnie uważana za podstawowy wskaźnik wydajności w zaawansowanych opakowaniach.

5Dlaczego ważne są przenośniki o wysokiej sztywności

Idealny przewoźnik tymczasowy powinien zapewniać:

• Wysoki moduł Young'a w celu przeciwdziałania deformacji;

• Wysoka twardość

• Wysoka przejrzystość optyczna

• Doskonała odporność na działanie chemiczne ️ do wielokrotnego czyszczenia;

• Stabilność wymiarowa w warunkach wielokrotnych cykli termicznych.

Jednokrystaliczny szafir (Al2O3) wyróżnia się tym, że oferuje:

• Wysoka sztywność → lepsze tłumienie warpage;

• twardość Mohsa ~9 → doskonała odporność na zużycie;

• szeroka transmisja optyczna → obsługuje wiele technik odłączenia;

• Wyjątkowa stabilność chemiczna → długa żywotność;

• Niski chwyt i zmęczenie → nadaje się do użytku wielokrotnego.

Ponieważ płytki stają się cieńsze, a opakowania bardziej złożone, przejrzyste nośniki o wysokiej sztywności zmieniają się z opcjonalnych na powszechne.

6. Od płytek do nośników na poziomie paneli

Pojawiają się dwie równoległe ścieżki rozwoju:

(1) 12-calowe nośniki płytkowe

• bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące płaskości (TTV);

• Wysoka kompatybilność z istniejącymi fabrykami półprzewodników;

• Używane do sztucznej inteligencji, HPC i zaawansowanych chipów logicznych.

(2) Nośniki na poziomie paneli (FOPLP)

• duże prostokątne podłoża;

• Większa przepustowość na podłoże;

• niższe koszty za chip;

• Rosnące zastosowanie w sterownikach wyświetlaczy, układach RF i niektórych układach obliczeniowych.

Perspektywa długoterminowa: opakowania na poziomie płytek i paneli będą współistnieć, a nie zastępować się.

7Krajobraz regionalny

Światowe

Azja Wschodnia (Tajwan, Korea, Japonia) pozostaje centrum zaawansowanych opakowań, z:

• Kompletne łańcuchy dostaw;

• wiodące ekosystemy materiałów i sprzętu;

• Silne możliwości produkcji dużych ilości.

Chiny kontynentalne

Delta rzeki Jangcy (Szanghaj, Suzhou) i Delta rzeki Perłowej (Szenzhen, Zhuhai) rozwinęły silne klastry opakowań, z rosnącymi lokalnymi możliwościami w zakresie materiałów, sprzętu,i integracji procesów.

Oczekuje się, że lokalizacja wysokiej klasy materiałów opakowaniowych przyspieszy się.

8. Perspektywy na przyszłość

Przyszłość zaawansowanych opakowań będzie zależała nie tylko od skalowania procesów, ale także od innowacji materiałów.

Główne kierunki obejmują:

• większe rozmiary nośników;

• niższa warpage i wyższa płaskość;

• lepsza odporność na wysokie temperatury i chemikalia;

• Więcej cykli ponownego wykorzystania w celu zmniejszenia całkowitych kosztów posiadania (TCO).

Tymczasowe nośniki nie są już tylko "podtrzymywaniem", ale są kluczowymi czynnikami decydującymi o wydajności, niezawodności i wydajności zaawansowanych opakowań.