因应先进扇出封装的暂时性接合与剥离挑战

先进封装技术已成为因应电子设备对效能、成本及小尺寸需求的核心技术。最新的一项发展是扇出晶圆级封装(FOWLP)技术。更为先进的扇出(FO)技术型态目前正在发展当中，届时可应用于异质整合与系统级封装；先进的FO技术所仰赖的暂时性接合/剥离(bonding/debonding)技术，是设备制造过程的基本要素。

各种FO架构所存在的暂时性接合/剥离工艺挑战为何？采用正确的暂时性接合/剥离材料又能如何化解挑战？

暂时性接合与剥离在 FOWLP 制造过程中扮演的角色

FOWLP工艺归类为两大类：芯片优先(chip-first)和线路重布层(RDL)优先 FO 工艺。芯片优先 FO 采用晶圆重建工艺，在这个工艺中，会从原始设备晶圆中拣出已知合格晶元(KGD) 并置于基板上，然后以模压树脂包覆成形为重构晶圆。接下来，重构晶圆会暂时接合至载板，使天生的弓形度平坦，以进一步进行处理来制成晶圆上的RDL。

在RDL优先FO工艺中，RDL层会建立在载具晶圆的顶端，涂上一层暂时接合材料，再将 KGD置于已知合格RDL的顶端，接着进行压模与模具研磨工艺。在这两个工艺的工艺中，晶圆堆通常会经过金属化、微影成像、介电质沉积、电镀及其他需要支撑载具基板的组装工艺。

FO 工艺变化对材料的挑战以及对暂时接合/剥离要求之影响

在晶圆优先和 RDL 优先架构下，有几个不同的变化，像是晶粒面向上接合、晶粒面向下接合、RDL 细线优先和 RDL 粗线优先类型等，都会增加支撑材料与设备的复杂度与要求。

在晶粒面向上接合和面向下接合晶圆优先的做法当中，若重构晶圆的厚度低于350μm，那么就会因为内部应力大而呈现严重弓形，若要在整个工艺的工艺中支撑重构晶圆，就必须有能够抗高温的接合材料。这是因为晶圆堆会经过 RDL 成形工艺，在这个过程中，材料会暴露于高达 250°C 的高温环境达数小时，而接合线会暴露于多种不同的工艺化学物，包括强酸、强碱及溶剂化学物。为了与载具晶圆剥离，机械分离和雷射分离是惯用的方法，不过，热滑动剥离也可以应用于某些情况下。

在RDL优先的方法中，用于晶粒黏着的RDL和组装工艺会在暂时玻璃载具上完成，这个载具会涂上牺牲层。几个工艺步骤会执行来建立一个多层 RDL 结构，接着进行晶粒黏着、压磨和模具研磨，以及载具分离。在晶圆级上，对于RDL优先工艺惯用的载具分离方法是，采用雷射分离机制。最后，与晶圆优先工艺相比，RDL优先工艺在牺牲层上更为严峻，因为在早期RDL成形阶段中，整面的这个释放层会开放接触工艺化学品。

暂时接合/剥离材料如何因应 FOWLP 挑战？

FOWLP应用所需的暂时接合材料，必须能强固地黏合重构晶圆，以维持平坦度，并消除接合处的弓形和翘曲。这些材料也必须拥有热机械特性，可承受下游高温工艺，还有经得起三小时的五次 230°C+ 温度周期。在晶圆优先方法中，材料也必须能承受压模的压力。过去常用于支撑RDL优先增层法工艺的释放层，必须能经得起并支撑更严苛的化学暴露条件，而不影响到工艺步骤。

此外，先进FO工艺的复杂工艺也可能需要适合双面暂时接合的材料。随着面板级工艺的精进，暂时接合/剥离材料也必须兼容于面板组装生产线所需的涂层法、应用工艺及工具。针对 FOWLP 进行剥离是这项技术的亮点。硅基板的易碎性是3D-IC 与2.5D中，永远存在的最大挑战；重构晶圆和面板不易碎，在下游工艺中进行搬运时，也许比硅更有宽容度。这些较新的方法最终可简化剥离工艺，并降低 FO 工艺成本。

结语

根据以上所讨论的挑战，可以清楚知道某项产品、甚至某系列的暂时接合/剥离材料，可能不适合先进封装应用中的所有工艺。对硅晶圆来说，用于3D-IC和2.5D晶背工艺步骤的材料，与用于 FO 工艺的材料，各有不同的要求条件；布鲁尔科技能提供各种接合材料与释放层，以健全、高产能、具成本效益且简易的解决方案因应不断演进的工艺需求。

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