来源：《半导体芯科技-SiSC》2021年12月/2022年1月期刊

  晶圆级封装（WLP）已成为不断增长的5G、人工智能（AI）和物联网（IoT）系统组件的标准。这些先进应用所需要的高性能集成电路（IC）需要构建在超薄衬底之上。这些设备的生产制造要求总厚度变化（TTV）最小，几乎没有翘曲，并且在下游加工过程中能够耐受高温。本文中Brewer Science公司材料专家解释了他们的BrewerBOND® Dual-Layer双层材料和工艺如何帮助制造商降低成本、改善性能和提高产量。

要成功开发新一代电子产品，必须有坚实的基础。在业界领先的IC制造商将CMOS制造工艺推进到5纳米或更微细尺寸时，也有一些先进的电路制造商正在采取不同的路线来实现高性能，包括采用2.5D/3D架构，在提高处理速度和功能的同时减少IC面积和空间。

制造商已经成功地大幅减少了TTV（total thickness variation）和翘曲，同时在保持高产量的同时控制了成本。许多晶圆减薄技术和材料技术已经被开发出来，以便能够支持各种先进封装平台。一种常见的工艺是晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP），它以低成本提供高性能。但是，由于它采用的是“无衬底”封装，应用可能会因芯片尺寸而受到限制。随着芯片尺寸不断缩小，制造商已经在寻找替代方案。扇出型晶圆级封装（FOWLP）技术正在不断发展，因为通过将连线扇出到外部焊盘，可以提高I/O密度，因而可以实现更小的外形尺寸，并降低功耗。

先进的晶圆级封装有一个重要方面：使用临时晶圆键合（TWB）材料和工艺，目的是使经过部分处理后的晶圆能够承受各种后续步骤，甚至在非常高温度下和高真空下进行后续步骤。“理想的” TWB 材料解决方案应该可以节省时间和金钱，同时保持最佳性能。许多制造商还要求材料能在室温下应用和粘合，并在对薄晶圆进行部分热压键合（TCB）工艺步骤时能提供保护。TWB 材料还应该有足够的灵活性，以支持不同的固化选项，同时保持器件特征的完整性。此外，通过使用一些分离技术，TWB 材料还要能够将薄晶圆从载体上剥离开来。

“Brewer Science 公司正在不断努力改进我们已经被广泛采用的材料。一个很好的例子是Dual-Layer材料，这些材料不断得到改进，因此更具有适应性。我们看到为5G、人工智能和物联网应用开发设备和系统的制造商对此特别感兴趣。自最初推出以来，Dual-Layer材料已经在TCB工艺的薄晶圆加工过程中显示了保护作用。我们继续改善生产环境中的TTV性能，我们已经看到Dual-Layer材料成功支持薄至10微米的晶圆。业界所有最常用的点胶设备都可以在室温下使用我们的Dual-Layer材料。”Brewer Science现场应用首席工程师John Massey说。

薄晶圆加工是半导体制造的一个主要挑战。

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面向 TBDB 的 BrewerBOND^® Dual-Layer 材料

最新的Brewer Science Dual-Layer 双层材料提供下一代键合系统性能，以实现高产量和热稳定性。这些材料还为晶圆级和面板级加工提供室温粘合和脱粘。双层材料支持广泛的制造要求，使研磨后的器件厚度更加均匀，小于50微米，同时也使器件结构（临时键合的）能够在真空下经受高温处理。图2左图是采用 Brewer Science双层材料和工艺优化得到的无损伤器件的扫描电镜图像，右图是使用其他基本工艺的相同尺寸的有损伤产品的图像。

总结

Brewer Science为先进封装带来领先的材料专业知识，通过使用独特支持FOWLP技术要求的新型临时键合/解键合材料，为创新铺平道路。当组合成一个系统后，Brewer Science的双层材料带来了更好的机械稳定性，减少了需要在高真空或高温下处理键合的薄晶圆的危险性。该材料的保形性、室温键合/解键合特性和耐化学腐蚀性提供了附加价值，提高了性能，同时降低了拥有成本。

Brewer Science的双层材料可以使用低能激光解键合工艺，对器件晶圆提供更好的保护，并且残留物中含碳低，也可以使用其他解键合方法。随着封装技术不断发展和器件几何形状进一步缩小，双层材料也在不断发展，能够处理薄至10微米的晶圆。它们还能保护在整个半导体生产中占据越来越大份额的三维器件结构。Brewer Science公司将继续开发和提供先进的临时键合和解键合材料，同时研制新材料支持正在开发的新兴的器件封装技术，以满足制造商的要求。

全文可查看SiSC文章：《面向5G、AI和IoT设备的新型双层材料》