Rosnące zapotrzebowanie na zaawansowane opakowania na Tajwanie

W miarę jak globalny przemysł półprzewodników zmierza w kierunku integracji o wysokiej gęstości, Tajwan nadal przoduje dzięki technologiom układania 2.5D i 3D IC. Od wysokowydajnych obliczeń po akceleratory AI i zaawansowane procesory GPU, architektury te wymagają precyzyjnych połączeń i minimalnych wysokości odstępów, stawiając ekstremalne wymagania jakości wypełnienia.

Tradycyjne rozwiązania dozujące często borykają się z małymi wypukłościami, wąskimi rozstawami i ciasnymi strefami wyłączenia. Nierównomierne wypełnienie nie tylko stwarza ryzyko powstawania pustek i delaminacji, ale także generuje naprężenia termiczne, które mogą skrócić żywotność urządzenia. Aby sprostać tym wyzwaniom, maszyny do dozowania na poziomie wafla, takie jak maszyna do dozowania na poziomie wafla SS101 firmy Mingseal, zapewniają precyzję i stabilność niezbędną do niezawodnego pakowania 2.5D/3D IC.

Dlaczego jednorodne wypełnienie ma znaczenie w układaniu 2.5D/3D IC

W architekturach 2.5D i 3D układy scalone są układane na interposerach krzemowych lub bezpośrednio łączone, pozostawiając małe szczeliny, które muszą być wypełnione żywicą wypełniającą. Jakakolwiek niespójność — czy to pustka, pęcherzyk, czy przepełnienie — może pogorszyć wydajność elektryczną i wytrzymałość mechaniczną.

Jednorodne wypełnienie jest krytyczne, ponieważ:

• Zapobiega pęknięciom naprężeń mechanicznych podczas cykli termicznych.
• Zapewnia niezawodność elektryczną, unikając pustek żywicznych w pobliżu precyzyjnych połączeń.
• Utrzymuje stabilność termiczną w urządzeniach o dużej mocy, takich jak procesory CPU, GPU i ASIC.
• Wspiera długoterminową niezawodność urządzeń, szczególnie w przypadku zastosowań opartych na HPC i AI.
   

Jak maszyny do dozowania na poziomie wafla rozwiązują problem

Maszyna do dozowania na poziomie wafla SS101 rozwiązuje te wyzwania dzięki zaawansowanym funkcjom dostosowanym do układania 2.5D i 3D IC.

1. Precyzyjna kontrola dla małych wypukłości i wąskiego rozstawu
SS101 jest przeznaczony do bardzo małych wymiarów wypukłości i niskich wysokości odstępów, zapewniając stały przepływ żywicy, który eliminuje puste przestrzenie i luki powietrzne. Jego dedykowany system zaworów wypełniających zapobiega zatykaniu i tworzeniu się pęcherzyków, co jest częstym problemem w pakowaniu o dużej gęstości.

2. Stabilne zarządzanie termiczne
Wahania temperatury podczas wypełniania mogą prowadzić do kurczenia się żywicy lub nierównomiernego przepływu.SS101 integruje podgrzewanie wstępne, jednorodne ogrzewanie stołu mocującego i automatyczną korekcję temperatury, zapewniając stałą lepkość żywicy i jednorodny przepływ kapilarny na całym waflu.

3. Programowalne ścieżki dozowania dla złożonych układów
Pakowanie 2.5D i 3D IC często obejmuje nieregularne układy wafla i różne głębokości wypełnienia. Dzięki elastycznej edycji ścieżek, SS101 dostosowuje się do różnych projektów pakietów, poprawiając wydajność i jednocześnie redukując straty.

4. Monitorowanie i kalibracja procesów w czasie rzeczywistym
Aby spełnić rygorystyczne standardy zaawansowanego pakowania półprzewodników, SS101 integruje kalibrację wagi kleju w czasie rzeczywistym i monitorowanie wideo. Umożliwia to precyzyjną kontrolę objętości, pełną identyfikowalność procesu i natychmiastowe wykrywanie usterek — minimalizując przestoje w produkcji.

5. Ochrona ESD dla wrażliwych wafli
Ponieważ zaawansowane stosy IC często obejmują wrażliwe wafle GPU, CPU lub ASIC, zdarzenia ESD mogą prowadzić do kosztownych awarii. SS101 jest zgodny ze standardami ochrony ESD IEC i ANSI, chroniąc wafle podczas procesu dozowania.

Obszary zastosowań w tajwańskim przemyśle półprzewodników

SS101 jest już stosowany w wiodących tajwańskich fabrykach zaawansowanych opakowań, wspierając procesy takie jak:

• Fan-Out 2.5D Chip on Wafer on Substrate (CoWoS) – zapewniając stabilne wypełnienie dla dużych interposerów.
• RDL First Fan-Out Wafer-Level Packaging (FoWLP) – obsługa bardzo cienkich warstw redystrybucji.
• Wypełnienie CPU/GPU o dużej gęstości – poprawa niezawodności w wysokowydajnych obliczeniach.
• Małe wypukłości, precyzyjne enkapsulacja – zapewnienie jednorodnego wypełnienia dla procesorów AI i centrów danych.

Wnioski

Ponieważ układanie 2.5D i 3D IC staje się kluczowe dla pakowania półprzewodników nowej generacji, zapotrzebowanie na jednorodne, precyzyjne dozowanie wypełniacza jest większe niż kiedykolwiek. Tajwan, jako światowy lider w zaawansowanym pakowaniu, wymaga sprzętu, który zapewnia zarówno dokładność, jak i stabilność w skali wafla.

Maszyna do dozowania na poziomie wafla SS101 spełnia to zapotrzebowanie, zapewniając dedykowaną kontrolę zaworu wypełniającego, stabilne zarządzanie termiczne, programowalne ścieżki dozowania i monitorowanie w czasie rzeczywistym. Dla fabryk półprzewodników, które chcą poprawić wydajność, zapewnić niezawodność i skalować produkcję zaawansowanych stosów IC, technologia dozowania na poziomie wafla nie jest już opcjonalna — to konieczność.