Brewer Science洞察趋势, 不断创新, 助力行业前行
2019/4/18 20:12:38
一年一度的半导体行业盛会SEMICON China 于 2019 年 3 月 20- 22 日在上海举行。Brewer Science也积极参与 SEMICON China 展览暨研讨会活动,展示其先进半导体工艺材料和解决方案,与业界分享和探讨光刻及晶圆级封装等行业领域的发展趋势。
Brewer Science认为:一些关键趋势正在推动中国的技术发展。其中最普遍的是人工智能(AI)。人工智能在中国娱乐和教育领域应用越来越多,这将有助于在中国地区重塑这些行业。在各个驱动因素中名列前茅的还包括智能手机和即将兴起的 5G 技术。中国顶级智能手机制造商预计未来一年将推出基于 5G 的手机,以实现技术升级。与之相呼应的是,全球领先的移动运营商也在着力加强对新一代无线基础设施开发和测试的力度。
深耕光刻领域近40年
Brewer Science亚洲营运总监 Stanley Wong介绍:Brewer Science公司成立于1981年,是一家以客户要求为主,以人为本,以技术发展为前景的材料创新公司。Brewer Science的先进材料主要应用于三个方面:先进光刻,晶圆级封装,印刷电子(Printed Electronics)。针对这些方面投资,开发各种新材料,帮助半导体制造改进工艺,提高良率。
1981年,Brewer Science 发明了 ARC®(Anti-Reflective Coatings)材料,由此革新了光刻工艺。Brewer Science从光刻起家,发明的抗反射材料是一个石破惊天的技术,和光刻胶搭配在一起,推动光刻技术不停向前走了三十多年,为半导体行业发展做出了贡献。
关于光刻,Brewer Science从1981年开始,从最基本的抗反射材料,一路走来,有湿式的ARF,干式的ARF,然后是多层(Multilayer)材料,直到现在业界最关注的EUV,一直紧密配合行业的发展,研发各种光刻胶和相关材料。
“我们在EUV上面花了很多心思,甚至有公司员工派驻IMEC,跟一些最先进的单位一起合作EUV技术。” Stanley Wong说,“此外,Brewer Science还与一些客户及单位合作一起研发DSA(Directed Self-Assembly)技术。与传统的从上到下的技术不同,DSA是从下到上的路线。大家都知道,EUV是未来一定会走的路。但是DSA,很多公司做到一半就放弃了,觉得这个东西难,有EUV就好了。Brewer Science的想法是希望从不同的角度切入,研发出不同的技术,为产业开拓尝试不同的道路。将来这个产业会选择哪一种虽然还不确定,但我们可以为客户提供更多的选择。未来我们要做AI,做IoT,将来的设备会越来越小,成本越来越高。全部供应商都关注在EUV上面,如果有一天EUV出现一些问题,或者对某些客户而言成本过高,从各方面来说,对这个产业的健康发展都不是好事。”
Stanley Wong进一步介绍:2000年之后,Brewer Science开始在晶圆级封装(Wafer-Level Packaging,WLP)方面布局投入,因为半导体技术从2D往3D方向发展,WLP非常重要。从2.5D走到3D,从WLP走到POP,Brewer Science一直在跟着产业走。
Printed Electronics是比较新的技术,Brewer Science认为它是未来的明星产业,以后所有的东西都会用Printed Electronics。我们过去用电路板,需要做到非常小,到微米等级,甚至到纳米等级,未来所有的应用都要更小、更轻、更省电,Printed Electronics是实现这些的关键。这是一个材料为主的发明,已经不是机械或者电子为主了,作为材料公司,我们将利用现有的基础来发展Printed Electronics。
晶圆级封装发展趋势
Brewer Science认为:中国的外包半导体封装测试服务提供商 (OSAT) 已开始提供扇出型晶圆级封装 (FOWLP) 技术,并使该技术成为其先进封装工艺的一部分,这一趋势继续呈现增长态势。过去一年中,Brewer Science 又在其业界领先的先进封装解决方案系列中新增了一些关键产品和服务。BrewerBOND® T1100 和 BrewerBOND® C1300 系列材料共同创造了 Brewer Science 首个完整、双层的临时键合和解键合系统。BrewerBUILD™ 薄式旋涂装封装材料专门用于重分布层 (RDL)——优先扇出型晶圆级封装,Brewer Science 预计更多中国公司将会在不久的将来开始使用此工艺。
Brewer Science晶圆级封装材料事业部商务拓展副总监 Dongshun Bai 博士介绍:Brewer Science在半导体行业一直跟随摩尔定律在高速前进。但是,现在随着摩尔定律正在走向物理极限,大家都在积极寻找方法,解决在物理极限或者经济范围内遇到的挑战。你会发现更多的业界朋友或者同仁,都在转向高级封装行业寻求新的解决方法,因此,现在封装行业变得越来越重要。
“早在15年前,Brewer Science已经开始预见到半导体的发展方向,预见到更多的应用将会在高级封装领域。所以,Brewer Science早在2000年代初期就开始布局,经过大概15年的发展,我们不断推出新的技术和新的解决方案,” Dongshun Bai 博士说,“从我们不同的技术平台上,大家会看到我们从一开始的proof of concept(概念验证),到化学解键合,到热滑动解键合、机械解键合、激光解键合,包括今天着重介绍的双层材料,还有现在比较热门的扇出系统级封装(Fan-out system in packaging)方面,Brewer Science都不断地在布局,不断推出新的解决方案,帮助整个业界前行。”
Brewer Science针对晶圆级封装(WLP)的创新材料包括三大类:薄晶圆处理应用临时键合材料,重布线层(RDL)应用材料,以及晶圆级刻蚀保护和平整化材料。从成品的角度来看,Brewer Science推出了WaferBOND®,ZoneBOND®,BrewerBOND®还有BrewerBUILDTM 材料。随着行业需求的发展,Brewer Science 将继续推进材料产品的研发和创新,通过与客户的密切合作,不断创造独特解决方案,满足客户的需求。
Dongshun Bai 博士着重介绍了Brewer Science的晶圆级封装材料。为什么要用WLP 材料,它会给我们提供什么样的解决方案呢?
Dongshun Bai 博士解释:随着半导体器件越来越小,功能越来越多,同时,又要功耗越来越低,并保持相对低的成本,对此业界发展的最重要的一个办法就是进行晶圆打薄,而临时键合/解键合(Temporary Bonding/Debonding)则逐渐成为薄晶圆处理的必须工艺,得到越来越广泛的采用,包括:薄晶圆,EMC wafer,RDL 构建,衬底迁移等。
为什么需要临时键合/解键合呢? 因为当晶圆厚度被打薄到100微米以下,便失去了自我支撑能力,非常易碎,所以引进临时键合/解键合材料,引进载体提供机械支撑和保护,协助完成下游工艺步骤。当前封装技术快速发展,不断追求更薄和尺寸更小,对晶圆打薄的要求越来越高,现在业界普通晶圆厚度在100微米,但是50微米越来越普遍,甚至会到20微米。
临时键合听起来很简单,把它键合在一起打薄,但实际上里面的技术要求和制造工艺要求真是层出不穷,是非常具有挑战性的领域。超薄晶圆级封装对于材料商带来了新挑战,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……为了满足这些需求,Brewer Science推出了新一代的Dual-Layer BrewerBOND® 双层临时键合材料。
BrewerBOND® T1100 和 BrewerBOND® C1300 系列相结合,是 Brewer Science 首个完整的双层系统,用于晶圆产品的临时键合和解键合。T就是热塑性材料,C是热固性材料,两层材料一起可以提供高温和很宽的工艺适应性,这是已经商业化的产品。双层系统改变了临时键合/解键合的路线,以前使用热塑性材料,需要较高温度进行键合。双层系统在UV光照下,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。
双层解键合方案最重要的特点是:这两层材料,由于热塑性材料的高玻璃转化因子,可固化材料在固化之后不流动,所以这两层材料在我们键合和固化之后都不会再流动,这就能保证材料可适用到350度以上,而Brewer Science可做到400度。然后还能解键合,还能清洗,这就可以满足市场很多的要求,比如一些功率器件,一些高温敏感器件,在以前是做不到的,但是使用Brewer Science的双层系统就可以实现。双层系统可与机械或激光解键合方法一起使用。实际上双层系统为业界开辟了一个新的途径,表明临时键合/解键合材料达到了一个新的高度。
“现在扇出Fan-out和系统级封装SiP是非常火的话题,针对这个应用,Brewer Science早在四五年前开始布局,我们推出了BrewerBUILTM 重分布层 (RDL) 封装材料,采用这种技术,可以把重分布层先做好,然后把已知的好Die放上,这样做最大的好处是可以保障Die不会被浪费。”Dongshun Bai 博士说,“BrewerBUILDTM提供了一层激光释放性材料,把我们的材料涂覆以后,可以在上面做RDL,做Die attachment,然后做塑封。实际上,我们的材料从一开始,第一个材料被用到载体上,直到整个工艺完成,最后一个离开。整个过程非常有挑战,包括在大版型里,会有很大的翘曲,我们要考虑粘性,考虑热固性、考虑抗化学性……我们的材料经过所有这些之后,最后还要用激光来分离,所以挑战非常大。但是,我很高兴地告诉大家,在这个平台上面,我们不止有一款产品,根据不同的需求,根据不同的工艺路线,我们有多款产品给大家提供选择。”
新兴的Printed Electronics 技术
Brewer Science亚太区总监Charlie Tuntomo先生介绍了Brewer Science对Printed Electronics的一些愿景和目前的工作情况。
“传统以来,我们的电路都是采用stiff-planar(刚性的平面)的设计。现在,我们也开始有一些flexible-hybrid的柔性混合线路板。我们的愿景就是希望达到fully-flexible的全面柔性化的功能和条件,比如,可以将fully-flexible电路贴到皮肤上进行一些测试。” Charlie Tuntomo说。
Brewer Science对材料有丰富的经验,我们微调设备,来达到它特定和指定的一些使用功能。同时,通过丰富的材料经验,我们也为客户提供定制化解决方案。通过整合经验,我们可以使用的应用层面会更广,并采用尽量便利的方法做整合。
目前的研发和制造很简单,Brewer Science只是用一台多功能的Printer,可以应用于不同的衬底,不同的形状,不同的厚度。我们也可以把所谓的墨水改用别的材料。目前,我们可以印刷600mm×600mm的面积printed electronics。另外要强调的是,因为它是光学对准,所以它的对准能力非常高,同时,它对衬底的使用范围非常灵活,可以用于不同的衬底。
目前,Brewer Science可提供一整套的服务给客户,从研发、设计到测试、整合,提供一整套的解决方案。有一点需要要强调,Brewer Science所生产的sensor,不是一个简单的sensor概念,而是整合一连串的sensor来达到满足客户的需求。
与中国客户一同成长
作为一家材料供应商,Brewer Science关注整个业界的发展趋势,关注业界的需求和工艺技术,长期以来,紧跟行业发展,不断推出创新产品,为行业发展做出了贡献。
Brewer Science亚洲营运总监 Stanley Wong表示:1980年代以来,集体电路制造逐渐转移到亚洲,从日本开始,到韩国和台湾地区,亚洲渐渐变成重要的市场。最近几年,我们看到中国半导体行业快速成长,从晶圆制造产能和投资规模来说,我们相信中国很快将追上韩国和台湾地区。相比来说,美国和欧洲成长相对缓慢,所以,我们非常看好中国。Brewer Science从2000年开始在中国半导体市场布局,跟着中国客户一起成长。Brewer Science希望利用我们超过35年的制造经验,让我们的产品做到品质最优秀,与中国客户一起成功,一起共创未来,在中国市场贡献我们最大的能力。
(半导体芯科技)
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