從先進封裝到先進顯示，庫力索法用創(chuàng)新技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）當(dāng)前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷巨大的變革。從芯片本身而言，摩爾定律效果減弱，加上先進制程高昂的成本，讓產(chǎn)業(yè)界對先進封裝極為看好，并大力投入；在顯示行業(yè)，無論是MR設(shè)備還是大屏電視，都對顯示性能有著更高的要求，以巨量轉(zhuǎn)移為主要手段的Micro LED有望成為下一代主流顯示技術(shù)。

當(dāng)然，無論產(chǎn)業(yè)如何變革，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基本結(jié)構(gòu)不會改變，好的產(chǎn)品任何時間都需要好的設(shè)備。在近期的庫力索法（ Kulicke & Soffa ）媒體見面會上，作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體、LED 和電子封裝設(shè)備設(shè)計和制造企業(yè)，庫力索法和大家分享了自己在先進封裝和先進顯示領(lǐng)域的領(lǐng)先解決方案和最新見解。

對于先進顯示，庫力索法執(zhí)行總經(jīng)理兼副總裁張贊彬表示：“對于Mini LED和Micro LED這樣新型顯示技術(shù)的LED轉(zhuǎn)移，廠商如果想要盈利，至少要實現(xiàn)‘3個9’（99.9%）的良率，目前我們已經(jīng)在Mini LED領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了‘5個9’（99.999%）的良率水平。Micro LED正在努力實現(xiàn)‘3個9’的良率。在Micro LED方面，由于LED芯片數(shù)量非常多，每一次有不良，修理的成本會很高，因此產(chǎn)業(yè)界會追求越來越高的良率，目標(biāo)是‘6個9’（99.9999%），甚至是‘7個9’（99.99999%）?！?br />
對于先進封裝，張贊彬講到：“目前，先進封裝中都有一個Flux（助焊劑），要么在芯片上粘上Flux，要么在基板上涂上定量的Flux。我們使用的方法是Fluxless（無助焊劑），可以進一步縮小間距，提升先進封裝的密度。”

面向先進顯示的LUMINEX系列

從性能上看，先進顯示中的Micro LED具有諸多的優(yōu)勢，相較于現(xiàn)階段的LCD和OLED，其在亮度、分辨率、對比度、使用壽命等方面均有顯著的優(yōu)勢。不過，從過去的背光LED，到現(xiàn)在的背光Mini LED，再到未來的Micro LED直顯，由于LED數(shù)量的增加，工藝發(fā)生了巨大的變化，對設(shè)備的要求也有很大的差異。

比如在LED芯片轉(zhuǎn)移這個環(huán)節(jié)，過往產(chǎn)業(yè)界更加成熟的方案是機械轉(zhuǎn)移。不過，張贊彬指出：“機械的方式對單顆芯片的尺寸要求存在物理極限，芯片太小便無法轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移精度也難以滿足。并且，機械臂在轉(zhuǎn)移的過程中存在很多限制，比如時間限制，效率難以提升?！?br />
我們都知道，Micro LED在完成微米級LED晶粒制作后，要把數(shù)百萬甚至數(shù)千萬顆微米級的LED晶粒正確且有效率地移動到電路基板上。正如張贊彬所講，Micro LED的要求極高，需要達到“6個9”的良率，并且精度需控制在±0.5微米內(nèi)。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，庫力索法正在開發(fā)一種模具轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，該系統(tǒng)將利用激光高級放置（LEAP）技術(shù)。基于這種創(chuàng)新技術(shù)，該公司推出了LUMINEX系列設(shè)備。

LUMINEX系列，圖源：庫力索法

根據(jù)張贊彬的介紹，LUMINEX系列是一種基于激光放置技術(shù)的Mini LED或者Micro LED晶粒轉(zhuǎn)移設(shè)備，這一高度靈活的系統(tǒng)能夠進行單個芯片轉(zhuǎn)移、多個芯片轉(zhuǎn)移和巨量轉(zhuǎn)移，支持分選、混光、重新排布等工藝步驟。目前，LUMINEX系列已經(jīng)支持LED、OSAT、面板和顯示器供應(yīng)商的需求，并已接到客戶訂單。

LUMINEX系列需求覆蓋范圍，圖源：庫力索法

張贊彬談到：“雖然激光的設(shè)備在價格上會更貴一些，不過這些設(shè)備的性價比是傳統(tǒng)機械式設(shè)備的3-5倍，甚至可能會更高。也就是說，過往使用多臺機械式設(shè)備滿足的生產(chǎn)需求，現(xiàn)在使用一臺激光式設(shè)備就夠了，既提升了效率，又節(jié)省了空間?！?br />

面向先進封裝的APTURA系列

在先進封裝領(lǐng)域，目前的技術(shù)方向很多，比如InFO-SOW（晶圓上系統(tǒng)）、2.5D封裝、3D封裝等。在先進封裝工藝技術(shù)中，熱壓鍵合 (Thermo-compression Bonding, TCB)是主要的技術(shù)方向之一。

對于TCB工藝來說，傳統(tǒng)方法上一個重要的步驟就是將涂抹Flux的基板固定在真空板上，然后進行接下來的步驟。不過，隨著先進封裝密度越來越高，F(xiàn)lux殘留物對先進封裝造成了很多的干擾。比如，在硅光芯片里，F(xiàn)lux殘留物會降低耦合的效率。

張贊彬指出：“通過引入Fluxless工藝，能夠顯著降低TCB工藝的復(fù)雜性，包括減少提前加Flux，黏結(jié)后清洗Flux等方面的工序。Fluxless工藝采用的是甲酸，通過甲酸蒸汽去除芯片和基底中的氧化物。并且，為了保證安全生產(chǎn)，庫力索法相關(guān)設(shè)備經(jīng)過了所有甲酸方面的安全認證?！?br />
在媒體會上，張贊彬分享了該公司Fluxless設(shè)備——APTURA系列的相關(guān)情況。

APTURA系列，圖源：庫力索法

當(dāng)然，在先進封裝方面，目前Hybrid Bonding（混合鍵合）技術(shù)的呼聲很高。對此，張贊彬解讀稱：“現(xiàn)在Hybrid Bonding最大的問題就是良率，其采用的是全新的工藝流程，還存在很多問題，我覺得Hybrid Bonding是下一代，現(xiàn)在成本太高了。TCB目前還會是主流，并且Fluxless TCB工藝已經(jīng)是非常成熟的工藝了?！?br />
在先進封裝領(lǐng)域，除無助焊劑熱壓之外，庫力索法的產(chǎn)品和研發(fā)計劃還包括晶圓級封裝、SiP、高精度倒裝芯片、光刻和混合焊接等應(yīng)用。