FOPLP先進翹曲控制解決方案：材料世界網

黃啟華、李攸軒、林欽楷、陳宣佑、蔡坤偉、楊富婷、

柳惠心、胡冠羣、陳俊發、吳學宗/山太士股份有限公司

先進封裝涵蓋覆晶(Flip Chip)、系統級封裝(SiP)、扇出型封裝(InFO)、晶圓級封裝(WLP)、2.5D與3D封裝等。近年來，主要半導體業者如台積電、英特爾與三星，透過小晶片(Chiplet)與2.5D/3D異質整合策略（如InFO、 CoWoS等），彌補前端製程微縮的限制。研調機構DSCC指出，扇出型面板級封裝(FOPLP)市場將以約29%的年複合成長率成長，並廣泛應用於AI、高效能運算與車用電子。然FOPLP製程複雜，涉及多層RDL與異質材料堆疊，不同材料間的CTE差異易於熱循環中產生翹曲，影響良率與產能，因此導入平衡膜以抑制翹曲，已成為關鍵製程解決方案。

【內文精選】

Chip First與Chip Last架構下的翹曲差異

目前 FOPLP 製程架構主要可分為 ChipFirst 與 Chip Last 兩種，其翹曲形成機制與控制重點亦有所不同。Chip First製程又分為裸晶面朝下(Face Down)和裸晶面朝上(Face Up)，Face Down製程為將裸晶暫時固定載板上後進行封裝，接著移除暫時鍵合層、進行RDL，最後進行植錫球；Face Up製程則是將裸晶暫時固定載板上進行封裝，接著將封裝層研磨至晶片露出，再進行RDL，最後進行植錫球，如圖三所示。不論是Face Down或是Face Up，由於晶粒在製程初期即被固定，且封裝樹脂的CTE較大，兩者材料（晶粒與封裝樹脂）不匹配所產生的熱應力，會在後續製程中逐步累積，翹曲問題往往在後段製程或冷卻階段顯現。

圖三、Chip First製程流程

材料工程在翹曲控制中的關鍵價值

在眾多抑制翹曲的方法中，材料工程被視為最具長期效益且可量產化的解決方案。因翹曲的因素源自於各種材料的CTE不匹配所導致，然而，要讓有機的介電層、封裝樹脂與無機物的晶粒、玻璃載板相匹配非常的困難，換句話，要以材料直接消除翹曲難度非常高，所以由平衡膜(Balance Film )的導入來管理翹曲，已逐漸成為FOPLP製程中的重要技術選項。

平衡膜的核心概念，在於透過在面板結構中引入具特定機械與熱特性的薄膜層，形成反向的應力補償機制，抵銷由材料不匹配所產生的彎曲力矩。相較於單純調整製程溫度或設備參數具有更廣的操作性，可提供了一種結構層級的翹曲控制方式，且能在多次熱循環下維持穩定效果，滿足RDL製程中的濕製程並同時進行翹曲抑制，待產品完成封裝要進行承載玻璃移除時，亦有特殊平衡膜可適用於封裝產品的翹曲抑制，使其可完成後續的化學清潔、植球、回焊與助焊劑清潔等特性，如圖五所示---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。