La crescente domanda di packaging avanzato a Taiwan

Mentre l'industria globale dei semiconduttori si sposta verso l'integrazione ad alta densità, Taiwan continua a guidare con le tecnologie di impilamento 2.5D e 3D IC. Dall'high-performance computing agli acceleratori di intelligenza artificiale e alle GPU avanzate, queste architetture richiedono interconnessioni a passo fine e altezze minime di stand-off, ponendo esigenze estreme sulla qualità dell'underfill.

Le soluzioni di erogazione tradizionali spesso faticano con piccoli bump, passi stretti e zone di esclusione ristrette. Un underfill non uniforme non solo rischia vuoti e delaminazione, ma crea anche stress termico che può ridurre la durata del dispositivo. Per affrontare queste sfide, le macchine di erogazione a livello di wafer come la SS101 Wafer-Level Dispensing Machine di Mingseal offrono la precisione e la stabilità necessarie per un packaging 2.5D/3D IC affidabile.

Perché l'underfill uniforme è importante nell'impilamento 2.5D/3D IC

Nelle architetture 2.5D e 3D, i chip sono impilati su interpositori di silicio o direttamente collegati, lasciando minuscoli spazi che devono essere riempiti con resina underfill. Qualsiasi incoerenza, che si tratti di un vuoto, di una bolla o di un trabocco, può compromettere le prestazioni elettriche e la resistenza meccanica.

L'underfill uniforme è fondamentale perché:

• Previene le fratture da stress meccanico durante i cicli termici.
• Garantisce l'affidabilità elettrica evitando vuoti di resina vicino alle connessioni a passo fine.
• Mantiene la stabilità termica nei dispositivi ad alta potenza come CPU, GPU e ASIC.
• Supporta l'affidabilità a lungo termine dei dispositivi, in particolare per le applicazioni HPC e basate sull'IA.
   

Come le macchine di erogazione a livello di wafer risolvono la sfida

La SS101 Wafer-Level Dispensing Machine affronta queste sfide con funzionalità avanzate su misura per l'impilamento 2.5D e 3D IC.

1. Controllo di precisione per piccoli bump e passo stretto
La SS101 è progettata per dimensioni di bump ultra-piccole e basse altezze di stand-off, offrendo un flusso di resina costante che elimina vuoti e spazi d'aria. Il suo sistema di valvole underfill dedicato previene l'intasamento e la formazione di bolle, un problema comune nel packaging ad alta densità.

2. Gestione termica stabile
Le fluttuazioni termiche durante l'underfill possono portare al restringimento della resina o a un flusso non uniforme.La SS101 integra il preriscaldamento, il riscaldamento uniforme del piano di serraggio e la correzione automatica della temperatura, garantendo una viscosità costante della resina e un flusso capillare uniforme su tutto il wafer.

3. Percorsi di erogazione programmabili per layout complessi
Il packaging 2.5D e 3D IC spesso coinvolge layout di wafer irregolari e profondità di riempimento variabili. Con la modifica flessibile del percorso, la SS101 si adatta a diversi progetti di package, migliorando l'efficienza e riducendo gli sprechi.

4. Monitoraggio e calibrazione dei processi in tempo reale
Per soddisfare i rigorosi standard del packaging avanzato dei semiconduttori, la SS101 integra la calibrazione del peso della colla in tempo reale e il monitoraggio video. Ciò consente un controllo accurato del volume, la completa tracciabilità del processo e il rilevamento immediato dei guasti, riducendo al minimo i tempi di inattività della produzione.

5. Protezione ESD per wafer sensibili
Con gli stack IC avanzati che spesso includono wafer GPU, CPU o ASIC sensibili, gli eventi ESD possono causare costosi guasti. La SS101 è conforme agli standard di protezione ESD IEC e ANSI, proteggendo i wafer durante il processo di erogazione.

Aree di applicazione nell'industria dei semiconduttori di Taiwan

La SS101 è già in fase di applicazione nelle principali fabbriche di packaging avanzato di Taiwan, supportando processi come:

• Fan-Out 2.5D Chip on Wafer on Substrate (CoWoS) – garantendo un underfill stabile per interpositori di grandi dimensioni.
• RDL First Fan-Out Wafer-Level Packaging (FoWLP) – gestione di strati di ridistribuzione ultra-fini.
• Underfill CPU/GPU ad alta densità – miglioramento dell'affidabilità nell'high-performance computing.
• Incapsulamento a passo fine con piccoli bump – garantendo un riempimento uniforme per processori AI e data center.

Conclusione

Poiché l'impilamento 2.5D e 3D IC diventa fondamentale per il packaging dei semiconduttori di nuova generazione, la necessità di un'erogazione underfill uniforme e precisa è più grande che mai. Taiwan, in quanto leader globale nel packaging avanzato, richiede apparecchiature che offrano sia precisione che stabilità su scala wafer.

La SS101 Wafer-Level Dispensing Machine soddisfa questa esigenza fornendo il controllo dedicato della valvola underfill, una gestione termica stabile, percorsi di erogazione programmabili e monitoraggio in tempo reale. Per le fabbriche di semiconduttori che cercano di migliorare la resa, garantire l'affidabilità e scalare la produzione di stack IC avanzati, la tecnologia di erogazione a livello di wafer non è più opzionale, è una necessità.