Encapsulation

Les circuits intégrés modernes s’appuient de plus en plus sur des technologies d’encapsulation de puces avancées pour dépasser les limites des boîtiers à puce unique. Ces techniques sont cruciales pour l’intégration de multiples puces et chiplets dans des dispositifs uniques et puissants, permettant des gains de performance significatifs souvent associés à une réduction relative des coûts. Parmi ces techniques, le Fan-Out Wafer-Level Packaging (FOWLP) s’est imposé comme une approche essentielle. Contrairement à l’emballage traditionnel qui maintient les interconnexions dans l’empreinte originale de la puce, le FOWLP ventile les connexions sur une plus grande surface, ce qui permet une plus grande densité d’E/S et l’intégration de plusieurs puces côte à côte sur une plaquette ou un panneau reconstruit.
Parmi les autres stratégies et technologies d’encapsulation avancées importantes permettant une intégration à haute densité, citons les circuits intégrés 2,5D et 3D (qui se concentrent sur l’empilement vertical des puces, en utilisant parfois des interposeurs dotés de trous de liaison à travers le silicium (TSV) pour la communication verticale), le système en boîtier (SiP) (un terme plus large qui englobe l’intégration de divers composants fonctionnels) et les concepts généraux d’intégration hétérogène et d’intégration des puces. Un élément commun à bon nombre de ces encapsulations avancées est la nécessité de disposer de couches de redistribution (RDL) à haute densité pour réacheminer les signaux et connecter les plots d’E/S à pas fin sur les matrices à des connexions plus grossières sur le substrat de l’encapsulation ou sur la carte de circuits imprimés. En fin de compte, l’emballage final encapsule ces circuits intégrés, en fournissant le support mécanique nécessaire et les connexions électriques essentielles à la carte de circuit imprimé.

Le défi : Précision sur des substrats imparfaits

Alors que l’industrie des semi-conducteurs s’oriente vers des boîtiers à densité ultra-élevée, la taille des composants diminue, atteignant souvent 2 µm, voire moins. Cette miniaturisation se heurte à des sources intrinsèques de variation qui compromettent le rendement de fabrication. Les problèmes courants sont les suivants :

• Déplacement des matrices : Les matrices individuelles peuvent se déplacer par rapport à leur position prévue pendant la mise en place et le collage.
• Déformation et distorsion du substrat : Les plaquettes et les panneaux peuvent se déformer au cours des étapes de traitement.
• Topographie de la surface : Les surfaces irrégulières posent des problèmes de concentration et de résolution.

La production de boîtiers à haut rendement dans ces conditions exige le dépôt de caractéristiques de haute qualité et de haute résolution précisément là où elles doivent se trouver, malgré les imperfections inhérentes au substrat et à l’emplacement de la matrice. Pour ce faire, il faut structurer divers matériaux tels que le silicium (pour les TSV), les polymères, les céramiques et les métaux avec une précision exceptionnelle afin de mettre en œuvre le fan-out et le mappage nécessaires à partir des plages de contact du circuit intégré.

La solution : Flexibilité et précision avec la lithographie sans masque

C’est là que la puissance de la lithographie sans masque devient évidente. Heidelberg Instruments La technologie de l’Écriture directe offre la flexibilité nécessaire pour relever ces défis. Contrairement aux approches traditionnelles basées sur le masque, les systèmes sans masque peuvent :

• Appliquer des corrections individuelles : Incorporer des corrections personnalisées pour le décalage de la matrice, la distorsion du substrat et le gauchissement en fonction des mesures et des caractéristiques spécifiques de chaque substrat.
• S’adapter à la topographie : Utilise des mécanismes avancés de mise au point automatique pour maintenir une résolution élevée, même sur des surfaces non planes.
• Permettre un prototypage et un ajustement rapides : Permet des modifications rapides de la conception sans les coûts et les délais associés à l’utilisation de nouveaux photomasques.

L’expertise de Heidelberg Instruments

Les systèmes MLA 300 et VPG⁺ de Heidelberg Instruments sont spécialement conçus pour les applications d’emballage avancées exigeantes. The MLA 300, in particular, offers exceptional flexibility, capable of exposing virtually any type of flat substrate, including glass, silicon, ceramics, and various organic materials. Nos systèmes offrent :

• Haut débit : Assurer une production rentable.
• Compensation automatique de la distorsion : Elle permet de résoudre directement les problèmes de décalage des matrices et de gauchissement des substrats.
• Autofocus dynamique : Maintien d’une résolution optimale sur des topographies difficiles.

Fort de 40 ans d’expérience dans la production industrielle de photomasques, Heidelberg Instruments possède le savoir-faire approfondi nécessaire pour fournir des expositions reproductibles et de haute qualité, même sur les substrats imparfaits couramment utilisés dans les emballages avancés. Nos solutions de lithographie sans masque offrent l’adaptabilité et la précision nécessaires pour obtenir des rendements élevés et permettre la mise en place de la prochaine génération de systèmes électroniques intégrés.

Pour en savoir plus sur la manière dont nos systèmes peuvent résoudre vos problèmes d’encapsulation, consultez les pages produits ci-dessous.