扇出型板级封装芯片漂移分析与改善
目前，半导体封装工艺主要为晶圆级封装，由于在消费类电子产品的推动下，小型化、薄型化、高性价比的封装要求使用经济型面板尺寸的基板作为载体，以降低整体成本。而扇出型板级封装就是其中的一个发展方向，它有着更大的封装效率和更高的晶圆利用率，但是，随着封装尺寸的增大，芯片漂移的问题也原来越突出，它会严重降低重布线层制作的质量，降低扇出型板级封装的良品率。如何降低芯片漂移成了扇出型板级封装的热点。而目前，扇出型板级封装与晶圆级封装相比，它有着更大的封装尺寸，用于晶圆级封装的降低芯片漂移的方法不能满足扇出型板级封装的工艺要求。在封装过程中，芯片漂移主要由模流，载板加热膨胀和后固化收缩三种因素影响，其中模流主要是在塑封料填充阶段对芯片造成推力，而载板加热膨胀和后固化收缩主要是造成了芯片的位置变化。本文提出了一种降低扇出型板级封装中芯片漂移的新方法，把临时键合胶分块，降低临时键合胶的尺寸，从而降低在加热阶段的芯片位置漂移，同时采用粉末状塑封料配合压缩成型技术，大大降低模流阻力，从而减小由于塑封料填充阶段对芯片造成的芯片漂移。对于本文的主要研究内容如下： （1）根据芯片漂移检测设备，建立芯片漂移数据处理数学模型，同时，基于该数学模型，开发基于Matlab软件的芯片漂移的矢量场分析软件。 （2）通过ANSYSWORKBENCH软件建立扇出型板级封装芯片漂移仿真模型，对载板膨胀和后固化阶段进行了有限元模拟。并将仿真结果与实际工艺结果进行了对比，验证模型。同时，研究了关键参数如芯片间距及其厚度，塑封料厚度及其热膨胀系数（CTE）、载板的CTE和弹性模量、临时键合胶的CTE与芯片漂移之间的关系。 （3）为了降低扇出型板级封装过程中由于载板加热膨胀和后固化阶段造成的芯片漂移，提出采用把临时键合胶分块，降低临时键合胶的尺寸，从而降低在加热阶段的芯片位漂移。仿真结果表明，对临时键合胶进行分块，能大大降低加热阶段产生的芯片位置漂移，从而降低芯片漂移。仿真结果表明，初始实验组的芯片漂移量为36.76μm，对临时键合胶进行分块之后，芯片漂移量为22.62μm，降低了14.14μm。表明把临时键合胶分块能够显著降低芯片漂移。
扇出型板级封装;芯片漂移;临时键合胶;粉末状塑封料;压缩成型
广东工业大学
硕士
机械工程(机械电子工程)
崔成强
2021
中文
TN305.94
2021-10-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）