激光剥离，用于超薄的扇出堆叠式包装

根据Maims的咨询报告，扇出包装是许多移动应用中使用的成熟技术。早期的半导体封装是单芯片封装。为了支持功能的增加，布线密度的增长趋势要求更复杂的封装，堆叠式封装，系统级封装和高性能。 。随着技术的发展，扇出式包装正在减少成本与高性能之间的矛盾。无论是薄化晶圆以满足更小尺寸的需求，节省焊料成本，还是作为重新分布层（RDL）工艺第一步的工艺平台，所有封装都需要临时粘合（临时粘合）。临时粘合需要两个过程，粘合和脱胶。从扇出晶圆级封装（FoWLP）到功率器件，每种应用在工艺温度，机械应力和热预算方面都有独特的要求，因此很难确定合适的剥离技术。这里只是几个例子，实际情况比较复杂。在本文中，我们将重点介绍激光剥离（laserdebonding）：例如可以在哪些地方使用耐高温材料，以及哪种激光剥离特性适合。为了控制剥离产生的热量输入，通常使用紫外线激光（UVlasers）剥离由不同材料供应商提供的不同临时粘合材料。为了确保维护工作量，二极管泵浦固态（DPSS）可以将高度过程控制的光束整形光学器件与热量输入相结合，这是正确的选择。图1 Chipfirst扇出晶圆级封装制造工艺示意图图2 Chiplast扇出晶圆级封装（也称为RDLfirst）制造工艺流程示意图行业中的巨大收益取决于在一定程度上使用了载体，并且临时粘结材料对化学和热相容性有很高的要求。一些聚酰亚胺可以满足这种恶劣的环境，也适合激光剥离。尽管粘合和剥离都是FoWLP工艺，但是两者的需求差异很大。通过观察各种应用中的不同半导体工艺，很明显，没有一个剥离工艺解决方案与所有半导体工艺兼容，并且多种解决方案是必然的选择。这就是为什么至今仍在使用开发的各种剥离工艺（剥离技术是临时粘合的特征）的原因。主流剥离技术最常用的方法是：热剥离剥离，机械剥离（机械剥离）和紫外线激光剥离（UVlaser剥离）。这三种方法适用于批量生产，并且工艺兼容性存在巨大差异。热滑脱粘合是一种使用热塑性材料作为器件和载体晶片之间的粘合中间层的方法。这种方法利用了热塑性材料的可逆热特性，这意味着在较高的温度下，材料的粘度会下降，因此只需在两侧滑动晶圆即可将其剥离。热剥离的特性基于热塑性材料的温度特性，并且使用范围在130℃至350℃之间，因此可以在更高的温度下完成粘合和剥离。温度稳定性在很大程度上取决于机械应力，我们可以观察到这是由于热塑性材料在高温下的低粘度所致。机械剥离是一种高度依赖于晶片表面特性，临时结合材料的粘附性和内聚力的方法。对于大多数材料系统，可以使用机械释放层来实现受控释放。机械剥离的主要特征是它可以在室温下处理，并且在很大程度上取决于机械应力。由于机械剥离需要临时粘合材料和晶圆之间的低粘附力才能成功剥离，因此，在FoWLP应用中使用此方法有些困难。这是因为，即使在减薄过程中，FoWLP工艺中产生的较高应力也会导致自发剥离，从而导致成品率急剧下降。激光脱胶（laserdebonding）是一种使用几种不同的技术t变量实现脱胶。此方法的剥离机理取决于：激光的类型，临时粘合胶和过程中使用的特定剥离层。红外激光剥离工作需要依靠一个热过程：吸收光并将其转换成热能，从而在键合界面内产生高温。紫外线激光剥离通常依靠化学过程来起作用：光吸收的能量用于破坏化学键。破坏聚合物的化学键将导致原始聚合物分解。分解产物包括气体，气体会增加键合界面处的压力，从而有助于剥离。由于临时粘合胶在剥离过程之前对晶片具有很高的粘附力，因此该方法非常适合FoWLP应用。