Notícia

HOREXS é um fabricante ultra fino do PWB, que produzem o PWB da carcaça de IC para o pacote/testes de IC, conjunto de IC.

Diversos vendedores ramping acima o equipamento novo da inspeção baseado nas tecnologias infravermelhas, óticas, e do raio X em um esforço para reduzir defeitos em pacotes atuais e futuros de IC.

Quando todas estas tecnologias forem necessárias, igualmente são complementares. Ninguém ferramenta pode cumprir todas as exigências da inspeção do defeito. Em consequência, os vendedores de empacotamento podem precisar de comprar mais e ferramentas diferentes.

Por anos, os pacotes eram relativamente simples. Quando os defeitos colheram acima nos pacotes em várias etapas durante a fabricação, o equipamento da inspeção teve pouco problema em encontrar os defeitos porque eram mais relativamente grande.

É uma história diferente hoje. As microplaquetas as mais atrasadas são mais rápidas e mais complexas. Para aperfeiçoar o desempenho destas microplaquetas, a indústria exige pacotes novos e melhores com boas características elétricas, fatoras de formulários menores, e mais I/Os. Na resposta, os vendedores de empacotamento desenvolveram uma variedade de tipos avançados novos e complexos do pacote.

Porque empacotar se torna mais complexo, e é usado nos mercados onde a confiança é crítica, encontrar defeitos está tornando-se mais importante. Mas igualmente está tornando-se por mais mais desafiantes que os defeitos sejam menores e para encontrar mais duramente. “Há umas características menores e uns materiais novos que movem-se no empacotamento valioso. Isto conduz a necessidade para a inspeção com exigências mais de alta qualidade,” disse Pieter Vandewalle, diretor geral para a divisão de ICOS em KLA.

Outro concordam. “Mais dados estão conduzindo a integração de empacotamento da alto-densidade. Mais interconecta está conduzindo uns traços mais finos e uns passos mais apertados da colisão. E esta complexidade está conduzindo a necessidade para mais inspeção,” disse Eelco Bergman, diretor superior das vendas e do desenvolvimento de negócios em ASE. “Com exceção dos desafios crescentes do processo associados com a fabricação destes pacotes complexos, há igualmente uma necessidade aumentada para in-line controle de processos e a inspeção devido ao custo alto da perda do rendimento associado com os dispositivos múltiplos e avançados do nó do processo que estão sendo integrados nestes pacotes.”

Para cumprir estas exigências, os vendedores de empacotamento precisarão provavelmente o equipamento ótico tradicional da inspeção assim como outros tipos da ferramenta. “Porque os aumentos da complexidade e da densidade do pacote, inspeção ótica apenas não são bastante,” Bergman disse. “Por muitos anos, a indústria de empacotamento teve uma escala das opções disponíveis, incluindo o raio X e o C-SAM (microscopia acústica de varredura confocal). Mas frequentemente, estas ferramentas são seridas melhor para a monitoração de processo da amostra e a análise da falha do que in-line controles de processos. Com o custo potencialmente alto associado com as falhas da perda do rendimento do conjunto ou do teste ou da confiança do cargo-conjunto, há uma necessidade crescente para de alta velocidade, in-line as ferramentas da metrologia — idealmente com capacidades analíticas avançadas da aprendizagem de máquina que podem monitorar um processo e detectar a tração do processo em uma base do tempo real. Essa maneira, ação corretiva pode ser tomada antes esse processo sai do controle e os defeitos ocorrem. Isto é particularmente verdadeiro para aplicações da alto-confiança, tais como os dispositivos automotivos, onde você precisa de detectar defeitos potencialmente latentes. Isto tomará provavelmente uma escala das soluções.”

Felizmente, diversos sistemas de inspeção novos estão nos trabalhos. Entre eles:

Na inovação e no KLA ramping acima sistemas de inspeção ótico-baseados novos para empacotar. Estes sistemas incorporam os algoritmos de aprendizagem da máquina, que usam rapidamente técnicas da harmonização de teste padrão para ajudar a encontrar defeitos.
As empresas estão enviando ferramentas novas do raio X.
Outras tecnologias igualmente estão enviando.

A paisagem de empacotamento

O mercado de empacotamento da inspeção do bolacha-nível é projetado crescer em 2020 de $208 milhões em 2019 a aproximadamente $223 milhões, de acordo com Bob Johnson, um analista com Gartner. As figuras não incluem sistemas de inspeção a nível do dado. “Ótica é ainda a tecnologia a mais grande,” Johnson disse. “Que é igualmente verdadeiro para a inspeção do dado ou do pacote-nível.”

Entrementes, há uma explosão das novas aplicações no mercado, tal como 5G e AI. Além, as aplicações tradicionais, tais como automotivo, computação, e móbil, continuam a crescer.

Todos os sistemas incorporam as várias microplaquetas, que são encapsuladas ou abrigadas em pacotes de IC. Os clientes têm muitos tipos do pacote a escolher de. “A escolha é dependente da aplicação, que dita o que a arquitetura de empacotamento está indo olhar como,” disse Kim Yess, diretor executivo de materiais de WLP no cervejeiro Science.

Uma maneira de segmentar a paisagem de empacotamento é pelo tipo da interconexão, que inclui o wirebond, aleta-microplaqueta, bolacha-nível que empacota (WLP), e pelos vias do através-silicone (TSVs).

Alguns 75% a 80% dos pacotes são baseados na ligação do fio, de acordo com TechSearch. Um bonder do fio costura uma microplaqueta a uma outra microplaqueta ou carcaça usando fios minúsculos. A ligação do fio é usada para pacotes da mercadoria e do médio-alcance, assim como pilhas de memória.

a Aleta-microplaqueta é usada para BGAs e outros pacotes. Na aleta-microplaqueta, as colisões ou as colunas de cobre são formadas sobre uma microplaqueta. O dispositivo é lançado e montado em um separado morra ou embarque. As colisões aterram nas almofadas de cobre, formando conexões elétricas.

WLP é usado para o fã-para fora e os outros pacotes. Em um exemplo do fã-para fora, uma memória morre é empilhada em uma microplaqueta de lógica em um pacote. Entrementes, TSVs é encontrado em pacotes da parte alta como 2.5D/3D. Em 2.5D/3D, os dados são empilhados ou colocados de lado a lado sobre um pino intermediário, que incorpore TSVs. O pino intermediário atua como a ponte entre as microplaquetas e uma placa.

Fig. 1: Tendências chaves na fonte de empacotamento: KLA

2.5D/3D e o fã-para fora são classificados como tipos avançados do pacote. Uma outra aproximação envolve o uso dos chiplets, por meio de que um fabricante de chips pode ter um menu de dados modulares, ou dos chiplets, em uma biblioteca. Os clientes podem mistura-e-fósforo os chiplets e para integrá-los em um tipo avançado existente do pacote, tal como 2.5D/3D, fã-para fora, ou uma arquitetura nova.

“Nós prestamos serviços de manutenção a muitos setores diferentes,” disse Ken Molitor, Diretor de Operações em Quik-Pak. “Chiplets é uma área que nós vemos o crescimento no futuro. a Microplaqueta-em-placa, os módulos da multi-microplaqueta, e os chiplets estão todos em nosso mapa rodoviário. Nós vemos este como algo que beneficiará a indústria do semicondutor.”

Chiplets e o empacotamento avançado podiam agitar acima a paisagem. Tipicamente, para avançar um projeto, a indústria desenvolve ASIC usando a escamação da microplaqueta para caber funções diferentes em um único monolítico morre. Mas a escamação está tornando-se mais difícil e cara em cada nó, e não tudo tira proveito da escamação.

A escamação permanece uma opção para projetos novos. Mas em vez de ASIC tradicional usando a escamação da microplaqueta, o empacotamento e os chiplets avançados são abordagens alternativas tornando-se para desenvolver um projeto complexo do sistema-nível.

Os “clientes estão realizando que há mais de uma maneira de desenvolver projetos,” disse Walter Ng, vice-presidente do desenvolvimento de negócios em UMC. “Quando puder haver umas funções de um projeto que exija o mais de nível elevado de tecnologias do desempenho e da sangramento-borda, muitas das outras funções não exigem esta. Executar aquelas outras funções como uma parte de uma única parte homogênea de silicone da sangramento-borda pode ser prejudicial em termos do poder e do custo. A consideração do custo é considerada em maneiras diferentes de um par. Se a função não tira proveito da escamação da tecnologia, a seguir o custo pelo ² do milímetro é significativamente mais alto sem receber nenhum benefício de deslocamento da área. A outra consideração custada está a nível da microplaqueta, aonde muitos destes projetos estão empurrando nos interesses sérios máximos do tamanho do retículo e os atuais do rendimento. Isto está conduzindo um renascimento ao re-olhar em nós planares da vanguarda como 28nm/22nm. Para aqueles clientes que exigem o desempenho da sangramento-borda, estão olhando como dividir a funcionalidade do desempenho, e em muitos casos, executando uma solução do multi-dado.”

Neste caso, uma solução do multi-dado é uma outra maneira de descrever um pacote avançado com dados complexos. A ideia aqui é empilhar dispositivos no sentido vertical, permitindo arquiteturas novas.

“Cada fabricante da fundição e do dispositivo tem um esforço sério na integração heterogênea. Há um número de tecnologias diferentes aqui,” disse Robert Clark, membro superior do pessoal técnico no telefone, em uma apresentação recente. “Para a integração 3D dimensional, nós precisamos a integração heterogênea assim como os processos 3D monolíticos que nos permitirão de empilhar a lógica na lógica e na memória na lógica para as tecnologias futuras.”

Todavia, há um tema comum entre todo o pacote. “Segue o tamanho do dado geralmente. Você tem mais componentes para dentro de um pacote. Você igualmente tem dados menores com geometria menores para dentro do pacote. É mais difícil inspecionar, de” o Molitor Quik-Pak disse.

Microplaqueta/fluxo de empacotamento
Fabricar microplaquetas é um processo complexo. Primeiramente, as microplaquetas são processadas em uma bolacha em um vário equipamento de utilização fabuloso. Para fazer um dispositivo de lógica avançado, toma 600 a 1.000 etapas do processo ou mais no fabuloso.

Durante o fluxo fabuloso, um fabricante de chips deve inspecionar as microplaquetas para defeitos. Os defeitos minúsculos podiam impactar rendimentos da microplaqueta ou fazer com que um produto falhe.

Para encontrar defeitos nas microplaquetas dentro do fabuloso, os fabricantes de chips usam o equipamento ótico-baseado da inspeção na linha de produção. Os fabricantes de chips igualmente usam a inspeção do e-feixe. Ambas as ferramentas estão detectando defeitos do nanômetro-tamanho.

Para a inspeção da bolacha, usos de um sistema de inspeção ótico uma fonte luminosa ótica iluminar uma bolacha. A fonte luminosa cai na escala profunda do ultravioleta (DUV) nos comprimentos de onda 193nm. Então, a luz é recolhida e uma imagem é digitada, que ajude defeitos do achado na bolacha.

Uma vez que as microplaquetas são fabricadas no fabuloso, a bolacha está então pronta para IC que empacota em uma fundição ou em um OSAT.

Cada tipo do pacote tem um fluxo de processo diferente. Tome o fã-para fora, por exemplo. “Neste esquema de empacotamento, os bons dados conhecidos são de face para baixo colocado em uma bolacha do portador, a seguir encaixaram em um molde da cola Epoxy,” explicaram Sandy Wen, um coordenador em Coventor, Lam Research Company da integração do processo, em um blogue. “A combinação do dado-molde forma uma bolacha reconstituída, que seja processada então para formar camadas da redistribução (RDLs) com colisões no exposto morra enfrente para redistribução ‘do fã-para fora a’. A bolacha reconstituída é cortada subseqüentemente antes do uso final.”

RDLs é o metal de cobre interconecta isso eletricamente para conectar de uma parte do pacote a outra. RDLs é medido pela linha e pelo espaço, que referem a largura e o passo de um traço do metal.

Há uns tipos diferentes de pacotes do fã-para fora. Por exemplo, alinhado para aplicações da parte alta, o fã-para fora do alto densidade tem mais de 500 I/Os com linha e espaço de RDLs menos de 8μm. Na parte alta, os vendedores estão desenvolvendo o fã-para fora com o RDLs na linha/espaço e no além de 2μm.

Isto é o lugar aonde obtém complicado. “O fã-para fora tradicional do bolacha-nível enfrenta diversos desafios,” disse Curtis Zwenger, vice-presidente de desenvolvimento de produtos avançado em Amkor. “No lado de processamento, em edições tais como o deslocamento do dado e no warpage moldado da bolacha foram controlados aplicando técnicas de otimização do processo. Contudo, para umas estruturas mais avançadas que exijam as camadas múltiplas de RDL e uma linha/espaço mais fino, a quantidade de warpage moldado da bolacha e a topologia da superfície tornam-se críticos a respeito de não adversamente para impactar os processos da imagem latente da foto. No lado comercial, um desafio foi sempre custo do fã-para fora contra o tamanho do pacote. Enquanto uns níveis mais altos de integração são exigidos, os aumentos do tamanho do pacote, e o custo do processo de RDL aumentam exponencialmente devido ao formato reconstituído circular da bolacha.”

Durante o fluxo da produção, os defeitos podem colher acima no pacote. Como o fã-para fora e outro o pacote avançado os tipos tornam-se mais complexos, os defeitos tendem a ser menores e mais duros de encontrar. Isto é o lugar onde o equipamento da inspeção o cabe em-é projetado encontrar defeitos e os enraizar para fora.

No fluxo da produção do fã-para fora, as casas de empacotamento podem introduzir o equipamento da inspeção no início do processo. Então, há um número de etapas da inspeção durante o fluxo e mesmo depois o processo.

Outros tipos do pacote podem ter fluxos similares ou diferentes. Em todos os casos, a inspeção é uma exigência. “Sobre os 10 anos passados, o empacotamento avançado introduziu diversos processos e materiais para criar pacotes e tecnologias inovativos do conjunto. Os exemplos incluem a coluna fina do cobre do passo, com os vias do molde, o underfill moldado, a proteção constituída, o molde frente e verso e a multi-camada RDL processando,” Zwenger disse que “os pacotes que incorporam tais tecnologias não podem ser montados custados eficazmente a menos que os processos muito robustos e a em-linha avançada controles e os métodos da inspeção fossem usados. A imagem latente de alta resolução do raio X e a inspeção ótica automática fizeram grandes avanços para ajudar a detectar artigos, tais como vácuos do molde e do underfill, defeitos de RDL e de colisão e materiais estrangeiros. As relações materiais numerosas no empacotamento avançado de hoje para fazer in-line a detecção do defeito essencial para dispositivos de semicondutor eficazes na redução de custos, de alta qualidade e seguros.”

Fig. 2: Fluxo de empacotamento da microplaqueta. Fonte: KLA

Ótico contra a inspeção do raio X
As casas de empacotamento usam tipos múltiplos de equipamento da inspeção, mas a decisão para usar um tipo ou outro depende do pacote.

A inspeção ótica foi usada no empacotamento por anos. Hoje, Camtek, KLA e na inovação para vender sistemas de inspeção óticos para empacotar. “A inspeção ótica é usada para encontrar todos os defeitos claros ou os defeitos latentes potenciais que poderiam potencialmente impactar o rendimento,” disse Stephen Hiebert, diretor de marketing superior em KLA.

Na operação, os pacotes são introduzidos nestes sistemas de inspeção óticos durante o fluxo da produção. Uma fonte luminosa é iluminada no sistema, que toma então a imagens de um pacote dos ângulos diferentes como meios encontrar defeitos.

Há algumas diferenças principais entre a inspeção ótica para microplaquetas no fabuloso e o empacotamento. No fabuloso, as ferramentas da inspeção são mais caras e usadas encontrar defeitos no nanoscale.

Ao contrário, os defeitos são maiores nos pacotes, assim que a inspeção ótica é usada para encontrar defeitos a nível do mícron. Estas ferramentas usam fontes luminosas na escala visível, não fontes da parte alta DUV.

Todavia, a onda seguinte dos pacotes apresenta alguns desafios para as ferramentas existentes. “Você tem estes processos de empacotamento do bolacha-nível de 3D-IC ou de fã-para fora. Estão obtendo mais complicados. Estes processos complicados exigem o desenvolvimento complexo,” Hiebert disse. “Há outras tendências. Óbvio é de escamação. Você tem dimensões críticas menores. Podia ser uma linha/espaço de RDL. Podia ser um passo para uma pilha 3D como um passo do microbump ou uma ligação híbrida e um passo de cobre da almofada. Porque escalar continua, a necessidade de encontrar tipos menores do defeito é crítica.”

Há outros desafios do defeito principal. Por exemplo, se você tem um mau morre em um pacote, o pacote inteiro é perdido.

Para endereçar estes desafios, os vendedores desenvolveram ferramentas da inspeção da próxima geração para empacotar. Por exemplo, usando uma fonte luminosa na escala visível, a ferramenta a mais atrasada da inspeção do defeito de KLA usa técnicas do brightfield e do darkfield. Na imagem latente do brightfield, a luz bate a amostra e o sistema recolhe a luz dispersada do objeto. Na imagem latente do darkfield, a luz bate a amostra de um ângulo.

A ferramenta de KLA é capaz de encontrar dimensões dos defeitos o mais tardar. “Para empacotamento avançado, nós estamos falando sobre as dimensões críticas que são na ordem de um mícron,” Hiebert dissemos. “Um RDL pôde ser uma linha e um espaço de 2μm. Os clientes avançados estão trabalhando na linha e no espaço de 1μm. A detecção para defeitos secundário-críticos da dimensão é ainda possível com ótico.”

A nova ferramenta de KLA fornece duas vezes a definição e a sensibilidade como o sistema precedente. Igualmente pode visar áreas seletas da inspeção para capturar defeitos difíciis de encontrar, e incorpora algoritmos de aprendizagem da máquina para a detecção do defeito.

Outro igualmente estão desenvolvendo sistemas ótico-baseados novos. “Nós lançaremos um produto novo logo para a inspeção submicrónica de alta velocidade e uma nova tecnologia para a supressão do ruído para estruturas da multi-camada,” disse Damon Tsai, diretor da gestão de produtos da inspeção em em.

Estas novas ferramentas igualmente endereçarão tecnologias da próxima geração como a ligação híbrida de cobre. Diversas fundições estão desenvolvendo esta para empacotamento avançado. Ainda no R&D, as pilhas e as ligações de ligamento híbridas morrem usar o cobre-à-cobre interconectam. Fornece mais largura de banda o mais baixo poder do que os métodos existentes do empilhamento e do ligamento.

“Nós vemos o desenvolvimento da ligação híbrida, incluir a microplaqueta-à-bolacha e a bolacha-à-bolacha com passos do I/O para baixo a 3μm e abaixo. Isto exige a sensibilidade submicrónica do defeito, <10>

A complexidade de pacotes avançados de hoje exige outros tipos da ferramenta da tecnologia da inspeção. Por exemplo, as ferramentas óticas são rápidas e usadas para encontrar os defeitos de superfície, mas são geralmente incapazes de ver estruturas enterradas.

Isto é o lugar onde ajustes da inspeção do raio X dentro. Esta tecnologia pode considerar estruturas enterradas com altas resoluções. Neste mercado, diversos vendedores ramping acima ferramentas novas da inspeção do raio X para empacotar.

O inconveniente com raio X está a uma velocidade. Todavia, o raio X e óticos são complementares e ambos são usados empacotando casas.

Procurar acelerar o processo do raio X, SVXR desenvolveu um sistema baseado na tecnologia automatizada de alta resolução da inspeção do raio X (HR-AXI). O sistema é visado para in-line a inspeção rápida para empacotar. Igualmente utiliza a aprendizagem de máquina para a detecção do defeito.

O “raio X pode considerar completamente o metal. Uma ferramenta ótica pode somente ver completamente dielétricos ou carcaças não-condutoras. Se você quer ver um vácuo entre duas partes de metal, ou uma leve delaminação em uma relação, uma ferramenta ótica está limitada,” disse Brennan Peterson, diretor da estratégia em SVXR. “Fundamentalmente, nós podemos ver os metais onde os defeitos verdadeiros ocorrem. Coisas bond nas relações. Não se ligam no estado dos dielétricos. Aquele é realmente o fundamento de onde um raio X tem uma vantagem. Você pode ver que matérias na conexão. E então você pode usar-se que os dados para a fazer melhor.”

Há outras edições. Por exemplo, os pacotes avançados têm uma multidão de colisões com duro-à-veem junções enterradas da solda. Para esta aplicação, uma ferramenta rápida da inspeção do raio X é ideal aqui.

Entrementes, alguns estão desenvolvendo o equipamento diferente da inspeção para endereçar vários desafios. “O empacotamento avançado inclui várias configurações de único ou microplaquetas múltiplas, pinos intermediários, microplaquetas e carcaças de aleta,” disse Tim Skunes, vice-presidente do R&D em CyberOptics. “Confiam geralmente em algum formulário da colisão para fazer as conexões verticais entre estes componentes. As colisões podem ser bolas da solda, colunas de cobre ou microbumps, quando as conexões horizontais dentro dos pacotes forem feitas por linhas da redistribução. Estes envolvem os tamanhos de característica que variam de 10µm a 100µm. Como processos de empacotamento avançados e as características que criam tornaram-se menor e mais complexo, a necessidade para controle de processos eficaz aumentou. Esta necessidade é amplificada pelo fato de que estes processos usam saber-bom caro morrem, fazendo o custo da falha extremamente alto.”

Para isto, CyberOptics desenvolveu uma unidade da inspeção/metrologia baseada na profilometria do fase-deslocamento. A tecnologia de CyberOptics, chamada Multi-Reflexão Supressão (SRA.), fornece o 2D e as inspeçãos 3D para alturas, coplanarity, diâmetro e forma da colisão. A SRA. tecnologia é projetada suprimir os erros causados por reflexões múltiplas especulativos das superfícies brilhantes e specular nos pacotes.

Sobre o esse, a topografia, a altura da etapa, a aspereza, a espessura da camada e outros parâmetros podem ser exigidos para pacotes avançados. “Os processos de manufatura de empacotamento avançados criaram uma disposição de medidas novas. Por exemplo, a curva da bolacha e a medida do warpage após o empilhamento, o coplanarity da colisão e as medidas de TSVs são apenas alguns exemplos. Para ajudar a reduzir o custo de fabrico total, a metrologia híbrida está tornando-se essencial executando medidas múltiplas e as inspeçãos simultaneamente para aumentar a produtividade,” disse Thomas Fries, de diretor geral de empacotamento avançado da unidade do FRT de FormFactor, um fornecedor de ferramentas da medida da superfície 3D.

Conclusão
Se aquele não é bastante, os pacotes podem exigir ainda mais inspeção durante o fluxo, tal como novo morrem equipamento de classificação. Usando inspeção ótica e infravermelha avançada, estes sistemas executam a inspeção e morrem classificar depois que os pacotes do bolacha-nível são testados e cortados.

Todavia, o empacotamento avançado é aqui ficar e tornar-se mais importante. Chiplets é igualmente uma tecnologia a olhar. Ambos podem mudar a paisagem.

“Há uma adoção acelerada de todas estas tecnologias, realmente mais rápida do que nós tínhamos antecipado. Nós esperamos este continuar no próximo ano também, de” o Vandewalle KLA disse. (Artigo do Internet)