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打造新世代半導體製程 SEMI 雷射國際論壇剖析趨勢
 

【作者: 王明德整理】   2017年06月21日 星期三

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智慧型電子設備浪潮衝擊半導體產業,在智慧化趨勢下,無論是手機、平板電腦、筆記型電腦…,現在的電子產品的功能越來越強大,在此同時,設備的體積卻漸趨輕薄短小,也就是說,現在電子產品製造商必須在有限的空間中,置入效能更為強大的半導體元件,在此挑戰下,雷射加工就成為近年來半導體產業的技術聚焦,根據Strategies Unlimited的最新市場研究報告指出,至2020年,全球雷射加工市場產值突破130億美元,為協助台灣業者強化雷射技術在半導體的製程應用,SEMI台灣於4月下旬假新竹清華大學舉辦「SEMI雷射國際論壇」,邀請半導體產業指標性專家,深入剖析雷射技術在半導體製程應用趨勢。



圖一 :  SEMI雷射國際論壇由半導體產業指標性專家分享雷射技術未來發展趨勢。由左至右依序為SEMI台灣區副理林惠姿、迪思科高科技(DISCO)雷射技術應用部主任工程師陳冠宏、矽品精密工業研發暨工程中心製程技術研究部部經理陳培領、欣興電子執行長室 / 新事業開發副部長簡俊賢、鈦昇科技行銷處長林傑倫、SEMI台灣區總監李敏華
圖一 : SEMI雷射國際論壇由半導體產業指標性專家分享雷射技術未來發展趨勢。由左至右依序為SEMI台灣區副理林惠姿、迪思科高科技(DISCO)雷射技術應用部主任工程師陳冠宏、矽品精密工業研發暨工程中心製程技術研究部部經理陳培領、欣興電子執行長室 / 新事業開發副部長簡俊賢、鈦昇科技行銷處長林傑倫、SEMI台灣區總監李敏華

在封裝製程部分,矽品精密工業研發暨工程中心製程技術研究部經理陳培領,以「IC封裝技術發展趨勢及挑戰分析」議題切入,他指出現在消費性電子產品發展最快速的,包括IoT/穿戴式裝置、智慧手機、網通基礎建設等3類,這3類產品對半導體的封裝需求各有不同,例如IoT與穿戴式裝置往往需更小的封裝,智慧手機除了超薄封裝外,高頻寬I/O也是設計重點,至於網通基礎建設則在高效能方面會有特定要求,例如高速I/O與更佳的散熱設計。


他表示,就目前雷射技術在封裝製程的趨勢包括4個,首先是在低介電晶圓(Low k Wafer0)趨勢下,金屬脫層(Metal delam)解決方案的應用將逐漸成形,第二是指紋辨識已成智慧手機的主要功能,指紋辨識以玻璃為主要載板,因此未來半導體封裝必須強化此部分,第三是凸塊孔洞的製程改善,最後則是如何在更低的成本下,達到客戶的需求考量。


善用雷射技術 架構先進製程

欣興電子執行長室/新事業開發副部長簡俊賢則針對雷射在IC載板與印刷電路板的應用趨勢,提出相關看法,他指出,雷射技術可應用於IC載板與印刷電路板多種製程,包括鑽孔、微影、曝光、修復、打字、切割、剝離、對位等,在各類雷射技術中,紫外線(UV)和CO2雷射是目前印刷電路板製程主要應用的雷射技術,而在消費性電子設備的小體積趨勢下,未來電路板的佈線和體積都會極具縮小,因此ps與fs等級脈寬的雷射技術,在此領域將成為必要工具。


提供半導體產業切割、研磨製程設備的迪斯科高科技(DISCO),雷射應用資深工程師Kelly Chen在DBG+DAF、SDBG、WLCSP等半導體技術提出相關看法,他表示,隨著晶圓越來越薄,破片的比例隨之提高,現在提升良率的做法是將雷射技術整合於DBG製程中,在擴片(Die Separator)製程前,先以雷射DAF進行切割,同時也可利用雷射DAF做特殊對位,在SDBG部分,由於現在晶圓體積越來越薄,SDBG利用雷射在材質內部形成SD層,先以隱形雷射切割,再進行研磨製程,SDBG可大幅縮減晶圓的切割道寬度,同時提升裸晶的強度,在WLCSP部分,目前一般的WLCSP作法,容易讓晶片破損,Molded WLCSP作法則可在開槽區先行形成保護,提升製程良率。


技術不斷進化 雷射應用前景看好


圖二 : 在效能與體積的要求下,雷射加工成為近年來半導體產業的技術聚焦。(Source: Sony Insider)
圖二 : 在效能與體積的要求下,雷射加工成為近年來半導體產業的技術聚焦。(Source: Sony Insider)

深耕雷射技術多年的鈦昇科技行銷處長林傑倫,在「New Trend of Laser Micromachining in Semiconductor Packaging」議題中指出,雷射技術應用於IC封裝的Marking已有一段時間,目前的Marking的新趨勢,其字寬為22um、字深為1.35um,塗層才採用金屬材質,另外,軟性印刷電路板(FPCB)與玻璃基板的切割,現也已有雷射應用,這兩者使用的雷射技術主要為冷雷射(Cold Laser),FPCB是為了避免因高熱造成電路板毀損,玻璃基板則可提升切割效率,每秒切割效率可接近100 mm長度,其厚度則為0.5mm。


林傑倫表示,雷射技術在這幾年快速提升,已由2006年的Nano-Green一路進化到目前的Femto-second等級,同時晶圓等級的封裝技術也越來越多,未來的晶圓會走向複合式切割模式,以雷射和電漿共用,讓製程良率與效率同步並進。


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