信越化学开发后段半导体封装基板制造设备及新制造方法

2024年6月12日，继Micro LED生产系统之后，信越化学株式会社开发了半导体封装基板制造设备和新的制造方法。该装置是高性能准分子激光加工装置，将半导体前段工艺中使用的双镶嵌方法应用于后段工艺的封装基板的制造（信越双镶嵌方法），允许中介层功能可直接集成到封装基板中。这不仅消除了对中介层的需求，而且还实现了传统方法无法实现的微加工。消除了制造封装基板时对光刻胶工艺的需要，从而降低了成本和资本投资。

信越化学提出的先进封装

小芯片（chiplet）是将电路分成单独的部分并容纳在单个封装中，作为从降低成本的角度支持提高半导体性能的技术而受到关注。该技术需要在中间板上安装多个小芯片并将小芯片彼此连接的过程。该中间板称为中介层。

使用信越双镶嵌法创建的两层样品（俯视图）

两层样品的横截面照片

信越双镶嵌方法无需中介层，大大简化了这一过程。通过直接在封装基板上加工并形成具有与中介层相同功能的布线图案，在封装基板上实现小芯片之间的连接。使用小芯片的尖端半导体可以进一步缩短工艺并显着降低成本。

该器件先进的微加工技术使得可以将复杂的电路图案直接雕刻到多层封装板各层的有机绝缘层中，并通过镀铜形成电路。另外，通过使用准分子激光器作为光源，可以一次形成大面积的电路图案。信越双镶嵌方法可以实现目前主流的使用干膜抗蚀剂的半加成工艺（SAP）方法无法实现的微细加工。该激光加工设备通过使用大型光掩模毛坯和特殊镜头组合光掩模，可以连续加工100mm或更大的面积。加工时间根据一块封装板的尺寸而变化，但布线图案和电极焊盘的加工时间与通孔的加工时间相同。此外，通孔处理时间不取决于通孔数量。以在515 mm x 510 mm有机基板上加工一条沟槽宽度为2 μm、深度为5 μm的沟槽以及直径为10 μm、深度为5 μm的电极焊盘所需的时间为例同样是上直径7μm，下直径5μm，同样，加工深度5μm的过孔大约需要20分钟。

先进封装设备类似前道晶圆制造设备，供应商受益先进封测产业增长。随着先进封装的发展，Bumping(凸块)、Flip(倒装) 、TSV 和 RDL(重布线)等新的连接形式所需要用到的设备也越先进。以长球凸点为例，主要的工艺流程为预清洗、UBM、淀积、光刻、焊料 电镀、去胶、刻蚀、清洗、检测等，因此所需要的设备包括清洗机、PVD 设备、光刻机、 刻蚀机、电镀设备、清洗机等，材料需要包括光刻胶、显影剂、刻蚀液、清洗液等。为促进行业发展，互通有无，欢迎芯片设计、晶圆制造、装备、材料等产业链上下游加入艾邦半导体先进封装产业链交流群。