Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMPanel Level Packaging Consortium
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Netzwerk weltweit
Focus Project: Prozessoptimierung und Kostenmodell
Vorteile
Für die FOPLP-Technologie stellt die eigentliche Nutzung der neuen Möglichkeiten weiterhin eine wichtige Unbekannte dar. Das Projekt erweitert das bisherige Kostenmodell mit einem differenzierten Routingkonzept, das weitere Architekturen einbezieht. Es betrachtet darüber hinaus möglichst nutzerfreundliche Ansätze, um die nötigen Softwareanpassungen einzuführen.
Projektziele
- Analyse des gesamten Prozessflusses unter besonderer Beachtung von Material- und Prozessabhängigkeiten und -unterschieden
- Entwurf eines Nutzungs- und Automatisierungskonzepts
- Entwicklung und Vorbereitung von Testaufbauten
- Analyse von markt- und technologieseitigen Trends und Aufbau einer Netzwerkplattform
- Ausbau des bestehenden Kostenmodells
Warpage und Die-Shift
Fokusprojekt Thrust 1
Ergebnisse
Anwendung neuer Die-Bestückungs- und Integrationstechnologien für Fine-Line-FOPLP-Verdrahtungen.
Ziele
- Entwicklung eines Prozesses für hochpräzise Die-Bestückung und kontrollierten Die-Shift
- Prüfung möglicher Materialien für temporäre Die-Bestückungen
- Erforschung weiterer Faktoren für Die-Shift- und Warpage-Phänomene, wie Package- und Si-Dichte, Umgebungsfaktoren, Moduloberflächen, Querschnitt usw.
- Ansätze zur Beeinflussung von Warpage-Effekten
Verdrahtungsextreme
Fokusprojekt Thrust 2
Ergebnisse
Austesten der technischen Grenzen im Fine-Line-Verdrahten
Ziele
- Implementierung von 5μm-Strukturen auf bis zu 3 Lagen
- Nutzung von Adaptive-Imaging für optimierte Leistung
- Weitere Miniaturisierung auf 2μm-Strukturen auf der gesamten Panelgröße (600 x 600 mm²)
- Anwendung einer „via-losen“ Chip-auf-RDL-Verbindung: Herstellung der Verbindung durch Durchstoßen des Dielektrikums (der ersten Umverdrahtungslage) mittels vorhandener chipseitiger Strukturen (kleine Cu-Stäbe o.ä.)
Migrationseffekte
Fokusprojekt Thrust 3
Ergebnisse
Austesten der Migrationseffekte im Fine-Line-Verdrahten
Ziele
Die Physik hinter dem Phänomen der Elektromigration ist allgemein bekannt, wird jedoch erst bei kleineren Dimensionen problematisch. Die weitere Miniaturisierung auf 2μm-Strukturen nähert sich den Grenzen der physikalischen und chemischen Möglichkeiten.
Der Migrationseffekt basiert auf Unterschieden in der Materialkonzentration und –temperatur sowie elektrischer Ladung und mechanischen Kräften. Im Vergleich zu Aluminium ist Kupfer nicht so anfällig für Elektromigrationseffekte, tendiert jedoch bei höherer Feuchtigkeit zu stärkerer Migration durch das Dielektrikum.
Mitgliedschaft
Das Konsortium schließt eine eigene Kategorie für kommerzielle Mitglieder ein. Individuelle Beitragsmodelle können auf Anfrage vereinbart werden; ein Austritt ist ab dem zweiten Jahr der Zugehörigkeit möglich. Der Beitrag beinhaltet Zugriff auf die Forschungsergebnisse aller F&E-Aktivitäten.
Vorteile
- Teilhabe an der Leitung und Überwachung des Projekts
- Direkter Technologietransfer
Berichte
- Vierteljährliche Berichte in jedem Workstream
- Halbjährliche Projektleitungs- und Technologieberichte
Projekttreffen
- Vierteljährliche Onlinemeetings
- Halbjährliche Konferenzen in Berlin mit intensiven thematischen Workshops
Rückblick: Panel-Level Packaging Konsortium
2016 - 2019
Die besonderen Kompetenzen des Fraunhofer IZM im Bereich Wafer-Level Packaging und Substratentwicklung bildeten den Ursprung des ersten Panel-Level Packaging Konsortiums im Jahr 2016, an dessen Arbeit insgesamt 17 Industriepartner teilhaben konnten. Das internationale Konsortium erfüllte seine wichtigsten Vorhaben und erzielte enorme Fortschritte im großformatigen Fan-Out Panel-Level Packaging.
Die erfolgreiche Arbeit des PLP-Konsortiums wurde durch das gemeinsame Engagement aller Teilnehmer ermöglicht. Verschiedene Testlayouts wurden für die Verarbeitung von 18x24-Zoll-Panels entwickelt. Alle Workstreams trugen zur weiteren Entwicklung und Verbesserung des Die-Shift-Ausgleichs und der Stärken- und Verzugsüberwachung bei, wofür über 300.000 Testprozessoren verwendet wurden. Das Drahtrouting wurde hierfür durch eine Verarbeitungsansatz ermöglicht, der Dünnfilm-Wafer-Level- und Substrat-Technologien kombiniert.
Eine eigene automatisierte Prüfroutine wurde für die Testeinheiten entwickelt. Auf diesen technischen Entwicklungen aufbauend wurde ein differenziertes Kalkulationsmodell für die Kosten der Referenzanwendungen entworfen, das sowohl die verschiedenen Prozess-, Werkstoff- und Designalternativen als auch die Nutzung und Skalierbarkeit der fertigen Panels abdeckt.