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半导体行业用的胶膜类产品

 周玉刚 2022-04-01

​​半导体是一个热门风口,行业里面也有一些胶膜类产品的应用。本文只是给大家普及一下,目前在半导体行业,用到的一些胶膜类产品。

首先,很多胶带功能膜行业的公司,都期望能在这一行有所建树,因为在风口,能吸引到很多外部的资源,投资啊,上市估值啊等等。但是实际情况呢,这实在是一个让中国人悲伤无奈的话题,中国供应商目前没什么话语权。

目前行业内的供应商,基本上都是日系的,日东NITTO,琳得科Lintec(Adwill),狮立昂Maxell Sliontec,三井Mitsui,古河Furukawa(大连东晟代理)等等。   

1)硅片研磨的UV减粘胶带BG tape

这个应用是原料的硅锭切割成硅片以后,表面有些锯痕破损等,需要进行研磨抛光等处理。

这过程中需要用到BG tape,Back grindingtape。


首先,这个厚度公差正负1um,已经把几乎所有的胶带厂商挡在了门外,胶的涂布使用一些精密的涂布机可以达到,但是搭配上那个膜,就很难了,行业一般使用PO聚烯烃膜,目前也是只有日本厂商能大量提供,国内在研发起步中;

其次,胶是水性胶,尽量不留残胶,即使有也很容易清洗去除,胶本身高洁净无污染;同时胶是UV减粘的效果,在原始状态下具有不错的粘结力,但是经过UV光照射后,变成极低的粘性,非常容易和硅片分离。

再次,PO膜本身的除了厚度管控,还要防静电处理,保持柔软性而便于贴合硅片无气泡,无离子析出等等,也是很难做到。

 

2)晶圆减薄保护胶带

在如台积电等工厂完成晶圆后,硅片上已经有很多芯片电路了。

如上图,左边是线路面,右边是背面,这样的产品,对于封装来说,还是偏厚了,需要进行再减薄,更薄的产品,利于将来芯片的散热,封装后的芯片更加轻薄,也有更好的电性能,所以在foundry厂出货前或者芯片封装厂封装前,需要将晶圆从背面进行减薄。

这类也是BG tape,只是应用点不一样,产品结构也是类似。

简单的工艺如下:

首先,这个胶也是可以用UV减粘,因为有些IC如存储功能的,不能照射UV,所以也有热减粘或者其他方式的减粘,胶要接触芯片,肯定也是需要不留残胶,容易清洁等要求。不同的晶圆尺寸,也有不同的粘度需求,不同的表面,还需要不同厚度的胶来解决表面段差情况。

其次基材也是有PO或者PVC,都有要保持柔韧性,PO膜贵一点,PVC便宜一点,但是有增塑剂析出的问题需要改善。

 

3)晶圆切割胶带

Wafer晶圆经过减薄以后,还是一整片的,需要切割成一个个单个芯片chip,这过程中需要使用UV Dicing tape,下图是一个典型的dicing过程。

将胶带贴在wafer背面,固定在机台上,进行切割,粘性需要一定的保证,否则容易崩边等不良,不留残胶,某些芯片也不可以使用UV光照。

而基材也有很多学问,防静电,有高的拉伸强度,整体洁净度较高,膜不容易掉屑,因为刀轮会切入膜内几十个微米,不能切断或者切出大量碎屑。

4)QFN封装胶带

目前芯片封装方式有很多,甚至接近百种,其中非常流行的一种方式叫QFN封装,Quad Flat No-leads Package,方形扁平无引脚封装。

而QFN封装的工艺如下:

​这过程中用到一种以PI聚酰亚胺为基材,丙烯酸酯为胶的一种单面胶带。

将QFN胶带贴在引线框背面,然后涂导电胶或者绝缘胶,固化后,打金线导体各个pad,再用环氧树脂灌封,封装结束后移除这个胶带。

胶带需要使用PI耐高温的性能,然后不能使用硅胶作为胶黏剂,因为会引起硅污染,丙烯酸类胶耐高温,就有不小的挑战,而且还要不留残胶。

同时这个过程中,用到的导电胶,环氧树脂等也是很独特的材料,掌握在少数几个国际巨头手中。

 

5)晶片粘结胶膜

将芯片固定在引线框架上或者粘接两层wafer,可以使用胶水,dieattach adhesive,或者也可以使用热敏型的DAF胶膜,Die attach film,或者有导电的CDAF。

6)芯片包装的载盖带

芯片封装结束后,需要使用专门的载盖带包装。

不要以为这个东西很简单,但是实际情况是盖带目前只有3M和日本几家公司能做好,市场还是外资企业的天下,而载带也刚刚有几家国内的公司能做。

由于产品会在SMT表面贴装的自动化工艺中,对撕盖带的精度一致性有要求,另外还要外观洁净度,防静电等要求,价格还要便宜,就很难做了。

 

总体而言,目前国内厂家对这些产品都很感兴趣,通常的原因都是,以上胶膜类产品相比其他胶膜类,价格都是偏贵的,但是即使这样,一颗芯片几美元甚至几十美元,这些材料占的整个芯片生产成本几乎可以忽略不计,没人愿意去换,损失了良率,得不偿失。


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