解决新型显示和先进封装面临的技术痛点这些设备技术来助力
时间:2023-12-25 22:36:39 来源:新闻中心 点击:次
在近日举办的2023 SEMICON China上,让行业在寒冬期感受了一把火热,据官方数据,今年无论是在参展人数、参展商数量方面都创下新纪录。虽然天气炎热,也未能阻挡专业观众的观展热情。半导体封装和电子装配解决方案提供商Kulicke & Soffa(K&S)也携其最新产品和技术亮相此次盛会。
自6月初苹果推出Vision Pro设备以来,让业界对于AR/VR设备又有了新的期待,AR/VR设备被称为是元宇宙的入口,而元宇宙又被认为是数字化的经济的下一站。而AR/VR设备的发展又依赖于显示技术。
业内一致认为MicroLED将是下一代AR/VR设备的微显示技术,但目前MicroLED的技术却还不够成熟。
不管是对于miniLED还是MicroLED,目前面临的最大技术挑战就是巨量转移和成本问题。Kulicke & Soffa执行总经理兼副总裁张赞彬表示:“现在的miniLED和microLED的转移设备在逐步的提升转移的速度,这样做才能够尽量地节省成本。”
据张赞彬介绍,目前业界用于miniLED和microLED转移的方法主要有两种,一种为热压法,它的缺点是不能及时分辨出不良的芯片,好的坏的芯片一起转移,这样会增加后续修理的成本;第二种则是K&S目前正致力研究的激光转移法。这一办法能够分区或分带进行转移,这样最大的好处是,如果检测出有不良芯片时,可以先不转移这一块区域,能够尽可能的防止将不良芯片也一起转移,这样节省了后续的维修成本,另一方面也可以加快转移的速度。
目前,对于miniLED和MicroLED良率的入门门槛都为三个九,即99.9%。张赞彬表示,良率达到三个九是最基本的。因为每发生一次不良,修理成本将会很高。目前采用K&S的激光转移方法,可实现的良率达五个九,即99.999%。张赞彬解释道,可能从数字上来看,三个九和无个九的差别不是很大,但当转移的量增加后,不良率的差别就是100倍。未来我们大家都希望能够达到6个九,让良率逐步提升,这样做才能够最终降低成本。
对于为何选择激光的方式,张赞彬表示,未来的显示芯片将会慢慢的小,密度慢慢的升高,激光的方式有很多优势,能适应未来显示芯片转移的需求。他强调,虽然目前激光方式还没有真正到量产阶段,仍以机械方式为主,但每一个方法即使是对的也都需要一些时间来验证。毕竟机械方法已经沿用了二三十年,也做得越快越小,已经为业界广泛接受,突然从机械转移到激光,可能还需要行业慢慢接纳。
K&S于去年正式发表了先进显示系统——LUMINEX™,就是针对miniLED和microLED转移的激光解决方案,这一系统可以有效的进行单个芯片转移、多个芯片转移和巨量转移,支持分选、混光、重新排布等工艺步骤。
目前,随着高性能计算(HPC)、人工智能等技术的兴起,推动了对于Chiplet等先进封装技术的发展。目前,根据不同的I/O间距,采用的键合方法也各有不同。如下图是K&S对应不同间距所提供的不同解决方案。其中,Fluxless TCB是K&S推出的首款无助焊剂热压焊接机(TCB)。
据张赞彬介绍,传统的使用助焊剂进行键合的方式面临着诸多的挑战,如图2所示。为了应对这些挑战,K&S特别对原有设备做升级,利用甲酸进行隔离并预防氧化,这消除了助焊剂残留以及可能的污染问题,同时也让原有的输送集成模块确保互连的完整性。
此外,Fluxless TCB工艺方式也减少了原TCB工艺的复杂性,减少了对于预键合添加助焊剂工艺步骤的需求,也减少了键合后助焊剂清理的步骤,在实现污染减少的同时也能保持高良率。
张赞彬表示,采用K&S的Fluxless TCB工艺的产量和传统使用助焊剂的TCB工艺几乎已经相同,它最大的优势是,客户不需要重新购买整套设备,只要进行设备升级即可,可明显降低客户的拥有成本。目前,这一工艺技术是K&S独有的。
除无助焊剂热压之外,K&S的半导体先进封装产品和研发计划还包括晶圆级封装、SiP、高精度倒装芯片、光刻和混合焊接等应用。
不管是在显示领域还是先进封装领域,K&S都在不断进行技术创新和产品迭代,以积极应对行业需求,帮助客户提高产量,并减少相关成本。张赞彬表示:“这也体现了我们在快速演变市场中的价值主张。”