快资讯:Brewer Science:扛着摩尔定律前进的材料供应商
“半导体产业的发展,离不开历史上几个重要节点。1947年贝尔实验室发明了晶体管,大约十年后,集成电路的发明让产业进入下一个时代,并出现了诸如收音机、电话等应用,人们生活开始改观。乔布斯也掀起了PC发展热潮,但随着计算机尺寸的缩小,能耗的减小,从机械角度来看,这尺寸和能耗的发展趋势似乎遇到了瓶颈。于是,我们开始用化学、材料的角度分析,光刻技术就出现了。当光刻走到1微米,光刻机也遇到了瓶颈。那么,BrewerScience的登场恰到好处。”
(资料图)
这段话出自BrewerScience策略关系总监DoyleEdwards,在半导体发展历史中,我们看到了属于BrewerScience的浓墨一笔:“上个世纪80年代初BrewerScience发明了Anti-ReflectiveCoatings(防反射涂层,简称“ARC®”)材料,革新了光刻工艺,一直致力于通过技术创新不断推动摩尔定律向前发展。”
BrewerScience策略关系总监DoyleEdwards
此后,BrewerScience的产品组合不断扩大,目前囊括了可实现先进光刻、薄晶圆处理、3D集成、化学和机械器件保护的产品以及基于纳米技术的产品,其主营业务主要覆盖高级光刻、晶圆级封装与打印电子类新兴市场三大块。作为一家半导体厂商,BrewerScience触及各行各业,3D产品、汽车电子、物联网、AI等等。
正如DoyleEdwards介绍那样,BrewerScience作为材料供应商,会从材料设计角度,根据不同时段不同市场的需求进行预测,并作出相关布局。从时间轴来看,BrewerScience一直不断为业界提供工艺解决方案,化学解键合、热滑动解键合、机械解键合、激光解键合等。“未来BrewerScience继续会不断提供适应工艺需求的材料。”
据BrewerScience晶圆级封装材料事业部商务发展副总监DongshunBai介绍,在晶圆级封装领域,BrewerScience提供三种材料:临时键合/解键合材料、重分布层增层材料(redistributionlayerbuild-upmaterials)、晶圆级蚀刻保护和平坦化材料(etchprotection&planarizationmaterial)。
为什么需要临时键合/解键合呢?一般晶圆厚度大约为700微米,当被打薄到100微米左右便失去了自我支撑的能力,并且易碎。所以就得引进临时键合/解键合材料,除了提供机械支撑和正面保护的作用外,还可以协助完成下游工艺步骤。在封装技术快速发展的当下,对晶圆打薄的要求会越来越高,甚至会打薄到几微米,市场也在不断追求更薄和尺寸更小。临时键合/解键合已经得到大力发展并广泛运用到了晶圆级封装(WLP)领域,比如PoP层叠封装、扇出型(Fan-out)封装、硅通孔(TSV)技术下的2.5D/3D封装。
此外,DongshunBai依次介绍了化学、热滑动、机械、激光解键合的概念。几种解键合的策略如同其命名一般,各有各的适用范围和优势。
化学解键合——适合小规模试产,化学试剂通过载片上的小孔将材料溶解,便可解开。适合科研机构。
热滑动解键合——当温度达到一个阈值(150℃甚至200℃),所用的键合材料便会流动,随后便可进行滑动解键合。其中的解开速度与材料厚度、性能都有关系。从材料商的角度来看,更注重安全快速的解键合材料。
机械解键合——不需要加热,在室温情况下就能发生,目前BrewerScience已经能做到20片Wafer/h。
激光解键合——速度更快,目前能做到50片wafer/h,该方法也不会产生更多余热,在业内此方法越来越流行,不过如何能在低能量的情况下,能够在无残留或尽可能较少残留的情况下进行解键,就必须要对材料和激光有非常好的了解。
目前来看,超薄晶圆级封装对于材料的需求包括可耐温达350℃以上、卓越的黏着力、兼容晶圆与面板制程、满足打薄厚度可小于50微米、耐化学性、出色的总厚度变化(TTV)、兼容于后段制程(DownstreamProcess)、高产率易于加工,以及低成本。
这些需求对材料商而言也带来了新挑战,如临时接合材料需耐高温、容易分离不残留、更广泛的热循环等,因此专注于协助客户进入更新制程与封装技术的BrewerScience,推出Dual-Layer一代的BrewerBOND®T1100/C1300系列材料,作为因应。
关于Dual-Layer,DongshunBai表示,改变了临时键合/解键合的路线,以前都使用热塑性材料,需要较高温度进行键合。而Dual-Layer一代在借助UV光照的条件下,室温就能进行键合和固化,非常适合于热敏感和高应力器件。该系统并能实现高于300℃甚至400℃的热稳定性。这种材料也表明临时键合/解键合材料达到了一个新的高度。从下表中的一个例子也可以看出,在高温处理后并不会产生很多翘曲(只有28.4微米)。
在应用领域方面,DongshunBai表示,不管在MEMS、CIS、存储器、传感器还是RF,我们都看到了客户的需求。如下图所示,服务于不同产品领域,BrewerScience提供了不同的技术与产品组合。
虽然BrewerScience总部在美国,但其在亚洲的布局也非常的早,2004年就在上海设立了技术与服务中心,而且从各地区的晶圆产能来看(如下图)。不管是晶圆领域还是封装产业,全球最大的亮点在亚洲,而亚洲的重点在中国。
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