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工研院研發玻璃基板電鍍填孔技術 助先進封裝省一半成本

2021/06/29 13:40

工研院研發領先全球的「高深寬比玻璃基板電鍍填孔及檢測技術」創造全球最佳的深寬比達15,以最佳晶片電鍍填孔技術,解決先進封裝堆疊整合問題,成本降低5成。(工研院提供)

〔記者洪友芳/新竹報導〕工研院今(29)日公佈工研菁英獎,共有4項獲得金牌創新技術,其中奪得傑出研究金牌獎的「高深寬比玻璃基板電鍍填孔及檢測技術」、「相控陣列變頻微波技術開發技術」都跟半導體產業有關,前者將有助半導體封裝業升級,後者可使半導體材料低溫均勻加熱更能達成退火預期功效,費用成本省達一半,目前已與國際半導體廠合作,有助設備國產化。

工研院指出,「高深寬比玻璃基板電鍍填孔及檢測技術」可協助產業克服挑戰,具有二高一低特色,分別是高深寬比-深寬比達15為全球最佳,以最佳晶片電鍍填孔技術,解決先進封裝堆疊整合問題;高品質-玻璃基板電鍍填孔品質佳,確保產品無瑕疵;低成本-全濕式製程提升7成階梯覆蓋率、成本降低5成。

工研院表示,半導體封裝從水平走向立體堆疊,從製程來說,玻璃中介層(Glass Interposer)先進封裝技術一直是全球大廠所關注的平台技術,可透過3D堆疊技術整合晶片與印刷電路板取代現有的IC載板。隨著半導體先進製程不斷的演進,導致鑲嵌在中介層中立體導線的深寬比不斷增加,因此高深寬比電鍍填孔技術顯得關鍵。

工研院以全濕式製程,開發出全球首創高深寬比玻璃基板電鍍填孔技術,深寬比愈高也代表製程愈難,深寬比大於15領先產學界的4~10,並有效降低電鍍製程缺陷達到無缺陷填孔的目標,可望降低製程成本高達5成。

工研院表示,最終搭配超高解析3D X光檢測技術,精準確保產品良率與品質。這就像是蓋大樓,玻璃基板就如樓地板,必須將樓板鑽孔打通,串接上下層管線,大樓才能順暢運作,工研院成功協助業界解決痛點,「讓大樓蓋得再高,也能保證電訊與電力的傳輸品質!」

工研院指出,此技術目前已與國際玻璃大廠合作,協助半導體先進封裝技術由矽晶圓級封裝升級為玻璃面板級封裝,並切入國際半導體封裝、顯示器與PCB供應鏈,協助臺灣產業與國際市場無縫接軌。

另工研院研發的「相控陣列變頻微波技術開發」技術,具備二高一全特色,包括高彈性-波相位調控佳,確保受熱面面俱到;高均勻性-微波電場均勻度達99%,低溫消除晶片缺陷問題;全方面受熱-選擇性微波頻率輸出,解決傳統微波頻率固定的問題。

工研院指出,隨著半導體製程的演進,元件線寬及膜厚均達10奈米左右之尺吋,元件易因傳統高溫退火帶來的副作用,導致元件失效。微波退火可直接加熱半導體薄膜材料,達到低溫退火目的,改善高溫退火的缺點。相控陣列變頻微波技術是微波退火環節中的技術創新,相較於傳統作法,可針對奈米薄膜提供最佳加熱均勻性達99%以上。

工研院並表示,傳統退火作法需加熱高溫至攝氏900度以上,容易造成元件的元素擴散或晶體缺陷產生,但上述新技術能在攝氏500度以下,透過微波相位與變頻整合控制,達到半導體材料低溫均勻加熱的目的,更能達成退火的預期功效。相較類似微波退火做法,成本節省約一半的費用,更具市場競爭力,目前已與國際半導體廠合作,達到設備國產化。此技術也將技轉給傳統產業業者、回收廠商及學術單位等合作促成產業化。

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