Fan-out-Packaging gilt in der Halbleiterindustrie schon lange als kosteneffiziente Verpackungsmethode. Sie erfordert jedoch höchste Präzision und ist nicht ohne Herausforderungen: Verzug und Verrutschen der Chips, verursacht durch die Verwendung herkömmlicher duroplastischer Materialien.
DELO has developed a pioneering solution: UV-curing molding compounds. These not only minimize warpage and die shift, but also considerablyreduce energy consumption and curing time. Our feasibility study confirms the advantages over conventional heat-curing processes.
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Der Verzug wird durch die chemische Schrumpfung der Formmasse entweder während der Aushärtung oder beim Abkühlen nach der Wärmehärtung verursacht. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) von Siliziumchips, Formmasse und Trägersubstrat führen zum Verzug der gesamten Baugruppe.
Der Verzug resultiert daraus, dass die Formmasse hochgefüllt und damit pastös ist und daher nur mit Wärme und hohem Druck verarbeitet werden kann. Da die Chips vorübergehend mit dem Trägersubstrat verbunden sind, kann diese Verbindung durch die Hitze erweichen. Dies führt dazu, dass sich die Matrizen unter dem Druck, der zum Verpressen der Formmasse erforderlich ist, verschieben.
Das DELO-Verfahren beginnt mit einem temporären Klebstoff auf dem Trägerwafer und den Testchips, die mit der Oberseite nach unten auf dem Wafer positioniert werden. Anstelle des üblichen hochviskosen, hitzehärtenden Materials verwenden wir ein niedrigviskoses, UV-härtendes DELO-Material. Unsere Studien belegen dies: Die Abkühlung nach der Wärmehärtung führt zu Verzug, der bei unserem Verfahren deutlich reduziert wird. UV-Licht bei Raumtemperatur minimiert die Auswirkungen der unterschiedlichen WAKs von Formmasse und Trägermaterial und damit den Verzug des Wafers.
Abbildung 6: Monolithischer Wafer DELO KATIOBOND OM614 mit Nano-Gitterstruktur (Abbildung: DELO)
Vorteile:
Unsere Machbarkeitsstudie zeigt, dass die Temperaturen zwischen Aushärtung und Weiterverarbeitung dank der UV-Härtung bei Raumtemperatur keine Rolle spielen. Dadurch werden sowohl der Verzug als auch die Werkzeugverschiebung effektiv reduziert. Unsere Tests mit einem Modellklebstoff erzielten beeindruckende Ergebnisse: Eine Viskosität von 35.000 mPa-s und ein Elastizitätsmodul von 1 GPa. Im Vergleich zu den üblichen 800.000 mPa-s und zweistelligen GPa-Werten herkömmlicher Materialien wird mit unserem Verfahren die Formverschiebung nahezu eliminiert.shift.
Mit UV-härtenden Vergussmassen bietet DELO eine zukunftsorientierte Lösung für die Herausforderungen des Fan-out Wafer-Level-Packaging. Sie profitieren von reduziertem Verzug, vermiedener Die-Verschiebung und geringerem Energieverbrauch. Unsere Innovation ebnet den Weg für effizientere und ressourcenschonende Produktionsprozesse in der Halbleiterindustrie.
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