2.5 डी/3 डी उन्नत पैकेजिंग और विषम एकीकरण में, अस्थायी वेफर वाहक (टीडब्ल्यूसी) एक माध्यमिक उपभोग्य वस्तु के बजाय एक महत्वपूर्ण सक्षम सामग्री बन गया है।
इसकी मुख्य भूमिकाओं में शामिल हैंः
अल्ट्रा पतले वेफर्स (≤ 50 μm) के लिए यांत्रिक समर्थन प्रदान करना;
अस्थायी बंधन और डिबॉन्डिंग (टीबी/डीबी) प्रक्रियाओं को सक्षम करना;
वेफर पतला करने, टीएसवी, आरडीएल, और बैकसाइड धातुकरण का समर्थन करना;
उच्च तापमान, तनाव और रासायनिक वातावरण के तहत वेफर अखंडता बनाए रखना।
विनिर्माण के दृष्टिकोण से, अस्थायी वाहक निम्नलिखित में योगदान करते हैंः
उपज में सुधार ∙ दरारों, टूटने और स्थानीय दोषों को कम करना;
प्रक्रिया खिड़की का विस्तार ️ पतली वेफर्स और अधिक जटिल स्टैकिंग की अनुमति देता है;
प्रक्रिया की दोहरावशीलता ️ बैच-टू-बैच स्थिरता में सुधार।
यद्यपि केवल अस्थायी वाहक के लिए कोई स्वतंत्र आधिकारिक बाजार डेटा नहीं है, व्यापक अस्थायी बंधन/डिबॉन्डिंग (टीबी/डीबी) प्रणाली और सामग्री बाजार के लिए उद्योग के पूर्वानुमान बताते हैंः
वैश्विक बाजार का आकार 2025 तक लगभग 450 मिलियन अमरीकी डालर (कैरियर्स, बॉन्डिंग सामग्री और उपकरण सहित) होगा।
12 इंच के अस्थायी वाहक के हिस्से में तेजी से वृद्धि होने की उम्मीद है, 2025 से 2030 तक 18%-22% के अनुमानित सीएजीआर के साथ।
प्रमुख प्रेरक शक्तियों में निम्नलिखित शामिल हैंः
एआई, एचपीसी और एचबीएम की तेजी से वृद्धि;
2.5D/3D स्टैकिंग और चिपलेट आर्किटेक्चर का विस्तार;
अल्ट्रा पतले वेफर्स (≤ 50 μm) का व्यापक रूप से उपयोग;
उभरते पैनल-स्तर पैकेजिंग (एफओपीएलपी) अनुप्रयोग।
यह उद्योग "प्रक्रिया व्यवहार्यता" से "उपज, विश्वसनीयता और कुल लागत अनुकूलन" की ओर बढ़ रहा है।
नीचे उन्नत पैकेजिंग में मुख्यधारा के अस्थायी वाहक सामग्रियों की अनुवादित और संरचित तुलना दी गई है।
| सामग्री | प्रमुख विशेषताएं | लागत स्तर | विशिष्ट अनुप्रयोग | अनुमानित बाजार हिस्सेदारी |
|---|---|---|---|---|
| पोलीमर वाहक | लचीला और हल्का; ट्यून करने योग्य सीटीई; सीमित गर्मी प्रतिरोध; कम लागत; एकल उपयोग | बहुत कम | मध्यम-निम्न श्रेणी के एफओडब्ल्यूएलपी/एफओपीएलपी; कम घनत्व (1/0.2) वाले पैकेजिंग परिदृश्य | 10~15% (घट रहा है) |
| सिलिकॉन वाहक | सीटीई ≈ 3 पीपीएम/°C; समतलता < 1 μm; 300°C से अधिक का सामना करता है; सीमित पुनः उपयोग चक्र; डायलेक्ट्रिक स्थिर 11.7 | उच्च | 2.5D/3D स्टैकिंग, TSV, HBM, उच्च अंत विषम एकीकरण | २०% ३५% |
| ग्लास वाहक | ट्यून करने योग्य सीटीई (38 पीपीएम/°C); समतलता < 2 μm; 300°C से अधिक का सामना करता है; पुनः उपयोग जीवन छोटा; कम डाइलेक्ट्रिक हानि | मध्यम-उच्च | एफओपीएलपी, डब्ल्यूएलपी, चिपलेट, एआई/एचपीसी चिप | 45-50% |
| सिरेमिक (सफीर) वाहक | उच्च यंग्स मॉड्यूल और यांत्रिक शक्ति; उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध; उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता; उच्च पुनः उपयोग चक्र; कम dielectric स्थिर और उत्कृष्ट इन्सुलेशन | उच्च | एफओपीएलपी, डब्ल्यूएलपी और उच्च प्रदर्शन वाले चिपलेट पैकेजिंग | १०% २०% |
ग्लास वाहक अच्छी समतलता और लेजर डिबॉन्डिंग के साथ संगतता के कारण वर्तमान बाजार में हावी हैं।
उच्च अंत 2.5 डी / 3 डी और एचबीएम पैकेजिंग के लिए सिलिकॉन वाहक महत्वपूर्ण हैं।
पॉलीमर वाहक धीरे-धीरे अपनी हिस्सेदारी खो रहे हैं क्योंकि पैकेजिंग अधिक मांग बनती जा रही है।
सिरेमिक/सफीर वाहक अल्ट्रा-पतले वेफर्स और उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए ध्यान आकर्षित कर रहे हैं।
जैसे-जैसे पैकेजिंग पतली और अधिक जटिल होती जा रही है, वार्डपेज सबसे महत्वपूर्ण विश्वसनीयता मुद्दों में से एक के रूप में उभरा है।
विभिन्न सामग्रियों (सिलिकॉन, ग्लास, पॉलिमर, धातु, डाइलेक्ट्रिक्स) के बीच सीटीई असंगतता।
अल्ट्रा-पतले वेफर्स में संरचनात्मक विषमता, झुकने के प्रभाव को बढ़ा रही है।
थर्मल चक्रों के दौरान चिपकने वाले और डाइलेक्ट्रिक परतों का सिकुड़ना।
संरेखण की कम सटीकता;
वेफर्स के फटने का अधिक खतरा;
कम विनिर्माण उपज
दीर्घकालिक विश्वसनीयता में गिरावट।
इस प्रकार, warpage नियंत्रण को अब उन्नत पैकेजिंग में एक मुख्य विनिर्माण क्षमता मीट्रिक माना जाता है।
एक आदर्श अस्थायी वाहक को निम्नलिखित प्रदान करना चाहिए:
उच्च यंग्स मॉड्यूल विकृति का विरोध करने के लिए;
स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए उच्च कठोरता
उच्च ऑप्टिकल पारदर्शिता लेजर डिबॉन्डिंग संगतता के लिए;
उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोधकता बार-बार सफाई के लिए
आयामी स्थिरता ️ बार-बार थर्मल चक्र के तहत।
एकल क्रिस्टल नीलम (Al2O3) इसलिये विशिष्ट है कि यह निम्नलिखित प्रदान करता हैः
उच्च कठोरता → बेहतर warpage दमन;
मोहस कठोरता ~9 → उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध;
व्यापक ऑप्टिकल ट्रांसमिशन → कई डिबॉन्डिंग तकनीकों का समर्थन करता है;
उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता → लंबी सेवा जीवन;
कम रेंगना और थकान → बहु-चक्र उपयोग के लिए उपयुक्त।
जैसे-जैसे वेफर्स पतले होते जाते हैं और पैकेजिंग अधिक जटिल होती जाती है, उच्च कठोरता वाले पारदर्शी वाहक वैकल्पिक से मुख्यधारा में बदल रहे हैं।
विकास के दो समानांतर मार्ग सामने आ रहे हैंः
सख्त समतलता (टीटीवी) आवश्यकताएं;
विद्यमान अर्धचालक कारखानों के साथ उच्च संगतता;
एआई, एचपीसी और उन्नत तर्क चिप्स के लिए उपयोग किया जाता है।
बड़े आयताकार सब्सट्रेट
प्रति सब्सट्रेट अधिक थ्रूपुट;
प्रति चिप कम लागत;
प्रदर्शन ड्राइवरों, आरएफ चिप्स और कुछ कम्प्यूटिंग चिप्स में बढ़ता स्वीकृति।
दीर्घकालिक दृष्टिकोणः एक दूसरे को प्रतिस्थापित करने के बजाय वेफर स्तर और पैनल स्तर की पैकेजिंग सह-अस्तित्व में होगी।
पूर्वी एशिया (ताइवान, कोरिया, जापान) उन्नत पैकेजिंग के लिए केंद्र बना हुआ है, जिसमेंः
पूर्ण आपूर्ति श्रृंखलाएं;
अग्रणी सामग्री और उपकरण पारिस्थितिकी तंत्र;
उच्च मात्रा में विनिर्माण क्षमताएं।
यांग्त्ज़ी नदी के डेल्टा (शंघाई, सुज़ौ) और पर्ल नदी के डेल्टा (शेंज़ेन, झुहाई) ने मजबूत पैकेजिंग क्लस्टर विकसित किए हैं, जिसमें सामग्रियों, उपकरणों,और प्रक्रिया एकीकरण.
उच्च अंत पैकेजिंग सामग्री के स्थानीयकरण में तेजी आने की उम्मीद है।
उन्नत पैकेजिंग का भविष्य न केवल प्रक्रिया के पैमाने पर निर्भर करेगा बल्कि सामग्री नवाचार पर भी निर्भर करेगा।
मुख्य दिशाओं में निम्नलिखित शामिल हैंः
बड़े वाहक आकार;
कम warpage और उच्च समतलता;
उच्च तापमान और रासायनिक प्रतिरोध में सुधार;
स्वामित्व की कुल लागत (टीसीओ) को कम करने के लिए अधिक पुनः उपयोग चक्र।
अस्थायी वाहक अब केवल समर्थक नहीं हैं वे उन्नत पैकेजिंग में उपज, विश्वसनीयता और प्रदर्शन के प्रमुख निर्धारक हैं।
2.5 डी/3 डी उन्नत पैकेजिंग और विषम एकीकरण में, अस्थायी वेफर वाहक (टीडब्ल्यूसी) एक माध्यमिक उपभोग्य वस्तु के बजाय एक महत्वपूर्ण सक्षम सामग्री बन गया है।
इसकी मुख्य भूमिकाओं में शामिल हैंः
अल्ट्रा पतले वेफर्स (≤ 50 μm) के लिए यांत्रिक समर्थन प्रदान करना;
अस्थायी बंधन और डिबॉन्डिंग (टीबी/डीबी) प्रक्रियाओं को सक्षम करना;
वेफर पतला करने, टीएसवी, आरडीएल, और बैकसाइड धातुकरण का समर्थन करना;
उच्च तापमान, तनाव और रासायनिक वातावरण के तहत वेफर अखंडता बनाए रखना।
विनिर्माण के दृष्टिकोण से, अस्थायी वाहक निम्नलिखित में योगदान करते हैंः
उपज में सुधार ∙ दरारों, टूटने और स्थानीय दोषों को कम करना;
प्रक्रिया खिड़की का विस्तार ️ पतली वेफर्स और अधिक जटिल स्टैकिंग की अनुमति देता है;
प्रक्रिया की दोहरावशीलता ️ बैच-टू-बैच स्थिरता में सुधार।
यद्यपि केवल अस्थायी वाहक के लिए कोई स्वतंत्र आधिकारिक बाजार डेटा नहीं है, व्यापक अस्थायी बंधन/डिबॉन्डिंग (टीबी/डीबी) प्रणाली और सामग्री बाजार के लिए उद्योग के पूर्वानुमान बताते हैंः
वैश्विक बाजार का आकार 2025 तक लगभग 450 मिलियन अमरीकी डालर (कैरियर्स, बॉन्डिंग सामग्री और उपकरण सहित) होगा।
12 इंच के अस्थायी वाहक के हिस्से में तेजी से वृद्धि होने की उम्मीद है, 2025 से 2030 तक 18%-22% के अनुमानित सीएजीआर के साथ।
प्रमुख प्रेरक शक्तियों में निम्नलिखित शामिल हैंः
एआई, एचपीसी और एचबीएम की तेजी से वृद्धि;
2.5D/3D स्टैकिंग और चिपलेट आर्किटेक्चर का विस्तार;
अल्ट्रा पतले वेफर्स (≤ 50 μm) का व्यापक रूप से उपयोग;
उभरते पैनल-स्तर पैकेजिंग (एफओपीएलपी) अनुप्रयोग।
यह उद्योग "प्रक्रिया व्यवहार्यता" से "उपज, विश्वसनीयता और कुल लागत अनुकूलन" की ओर बढ़ रहा है।
नीचे उन्नत पैकेजिंग में मुख्यधारा के अस्थायी वाहक सामग्रियों की अनुवादित और संरचित तुलना दी गई है।
| सामग्री | प्रमुख विशेषताएं | लागत स्तर | विशिष्ट अनुप्रयोग | अनुमानित बाजार हिस्सेदारी |
|---|---|---|---|---|
| पोलीमर वाहक | लचीला और हल्का; ट्यून करने योग्य सीटीई; सीमित गर्मी प्रतिरोध; कम लागत; एकल उपयोग | बहुत कम | मध्यम-निम्न श्रेणी के एफओडब्ल्यूएलपी/एफओपीएलपी; कम घनत्व (1/0.2) वाले पैकेजिंग परिदृश्य | 10~15% (घट रहा है) |
| सिलिकॉन वाहक | सीटीई ≈ 3 पीपीएम/°C; समतलता < 1 μm; 300°C से अधिक का सामना करता है; सीमित पुनः उपयोग चक्र; डायलेक्ट्रिक स्थिर 11.7 | उच्च | 2.5D/3D स्टैकिंग, TSV, HBM, उच्च अंत विषम एकीकरण | २०% ३५% |
| ग्लास वाहक | ट्यून करने योग्य सीटीई (38 पीपीएम/°C); समतलता < 2 μm; 300°C से अधिक का सामना करता है; पुनः उपयोग जीवन छोटा; कम डाइलेक्ट्रिक हानि | मध्यम-उच्च | एफओपीएलपी, डब्ल्यूएलपी, चिपलेट, एआई/एचपीसी चिप | 45-50% |
| सिरेमिक (सफीर) वाहक | उच्च यंग्स मॉड्यूल और यांत्रिक शक्ति; उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध; उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता; उच्च पुनः उपयोग चक्र; कम dielectric स्थिर और उत्कृष्ट इन्सुलेशन | उच्च | एफओपीएलपी, डब्ल्यूएलपी और उच्च प्रदर्शन वाले चिपलेट पैकेजिंग | १०% २०% |
ग्लास वाहक अच्छी समतलता और लेजर डिबॉन्डिंग के साथ संगतता के कारण वर्तमान बाजार में हावी हैं।
उच्च अंत 2.5 डी / 3 डी और एचबीएम पैकेजिंग के लिए सिलिकॉन वाहक महत्वपूर्ण हैं।
पॉलीमर वाहक धीरे-धीरे अपनी हिस्सेदारी खो रहे हैं क्योंकि पैकेजिंग अधिक मांग बनती जा रही है।
सिरेमिक/सफीर वाहक अल्ट्रा-पतले वेफर्स और उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए ध्यान आकर्षित कर रहे हैं।
जैसे-जैसे पैकेजिंग पतली और अधिक जटिल होती जा रही है, वार्डपेज सबसे महत्वपूर्ण विश्वसनीयता मुद्दों में से एक के रूप में उभरा है।
विभिन्न सामग्रियों (सिलिकॉन, ग्लास, पॉलिमर, धातु, डाइलेक्ट्रिक्स) के बीच सीटीई असंगतता।
अल्ट्रा-पतले वेफर्स में संरचनात्मक विषमता, झुकने के प्रभाव को बढ़ा रही है।
थर्मल चक्रों के दौरान चिपकने वाले और डाइलेक्ट्रिक परतों का सिकुड़ना।
संरेखण की कम सटीकता;
वेफर्स के फटने का अधिक खतरा;
कम विनिर्माण उपज
दीर्घकालिक विश्वसनीयता में गिरावट।
इस प्रकार, warpage नियंत्रण को अब उन्नत पैकेजिंग में एक मुख्य विनिर्माण क्षमता मीट्रिक माना जाता है।
एक आदर्श अस्थायी वाहक को निम्नलिखित प्रदान करना चाहिए:
उच्च यंग्स मॉड्यूल विकृति का विरोध करने के लिए;
स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए उच्च कठोरता
उच्च ऑप्टिकल पारदर्शिता लेजर डिबॉन्डिंग संगतता के लिए;
उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोधकता बार-बार सफाई के लिए
आयामी स्थिरता ️ बार-बार थर्मल चक्र के तहत।
एकल क्रिस्टल नीलम (Al2O3) इसलिये विशिष्ट है कि यह निम्नलिखित प्रदान करता हैः
उच्च कठोरता → बेहतर warpage दमन;
मोहस कठोरता ~9 → उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध;
व्यापक ऑप्टिकल ट्रांसमिशन → कई डिबॉन्डिंग तकनीकों का समर्थन करता है;
उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता → लंबी सेवा जीवन;
कम रेंगना और थकान → बहु-चक्र उपयोग के लिए उपयुक्त।
जैसे-जैसे वेफर्स पतले होते जाते हैं और पैकेजिंग अधिक जटिल होती जाती है, उच्च कठोरता वाले पारदर्शी वाहक वैकल्पिक से मुख्यधारा में बदल रहे हैं।
विकास के दो समानांतर मार्ग सामने आ रहे हैंः
सख्त समतलता (टीटीवी) आवश्यकताएं;
विद्यमान अर्धचालक कारखानों के साथ उच्च संगतता;
एआई, एचपीसी और उन्नत तर्क चिप्स के लिए उपयोग किया जाता है।
बड़े आयताकार सब्सट्रेट
प्रति सब्सट्रेट अधिक थ्रूपुट;
प्रति चिप कम लागत;
प्रदर्शन ड्राइवरों, आरएफ चिप्स और कुछ कम्प्यूटिंग चिप्स में बढ़ता स्वीकृति।
दीर्घकालिक दृष्टिकोणः एक दूसरे को प्रतिस्थापित करने के बजाय वेफर स्तर और पैनल स्तर की पैकेजिंग सह-अस्तित्व में होगी।
पूर्वी एशिया (ताइवान, कोरिया, जापान) उन्नत पैकेजिंग के लिए केंद्र बना हुआ है, जिसमेंः
पूर्ण आपूर्ति श्रृंखलाएं;
अग्रणी सामग्री और उपकरण पारिस्थितिकी तंत्र;
उच्च मात्रा में विनिर्माण क्षमताएं।
यांग्त्ज़ी नदी के डेल्टा (शंघाई, सुज़ौ) और पर्ल नदी के डेल्टा (शेंज़ेन, झुहाई) ने मजबूत पैकेजिंग क्लस्टर विकसित किए हैं, जिसमें सामग्रियों, उपकरणों,और प्रक्रिया एकीकरण.
उच्च अंत पैकेजिंग सामग्री के स्थानीयकरण में तेजी आने की उम्मीद है।
उन्नत पैकेजिंग का भविष्य न केवल प्रक्रिया के पैमाने पर निर्भर करेगा बल्कि सामग्री नवाचार पर भी निर्भर करेगा।
मुख्य दिशाओं में निम्नलिखित शामिल हैंः
बड़े वाहक आकार;
कम warpage और उच्च समतलता;
उच्च तापमान और रासायनिक प्रतिरोध में सुधार;
स्वामित्व की कुल लागत (टीसीओ) को कम करने के लिए अधिक पुनः उपयोग चक्र।
अस्थायी वाहक अब केवल समर्थक नहीं हैं वे उन्नत पैकेजिंग में उपज, विश्वसनीयता और प्रदर्शन के प्रमुख निर्धारक हैं।
