300mm晶圆的厚度为775um,200mm晶圆的度为725um,这个厚度在实际封装时太厚了。前段制程中晶圆要被处理、要在设备内和设备间传送,这时候上面提到的厚度是合适的,可以满足机械强度的要求,满足晶圆的翘曲度的要求。但封装的时候则是薄一点更好,所以要处理到100~200um左右的厚度,就要用到减薄工艺。
满足封装要求
降低封装厚度
在电子设备不断向小型化、轻薄化发展的趋势下,对集成电路芯片的厚度有严格限制。通过减薄晶圆,可以使芯片在封装后达到所需的薄型化要求,从而更好地适应各种紧凑型电子设备的设计需求,例如智能手机、平板电脑等。
更薄的芯片可以在同等空间内容纳更多的电子元件,提高设备的集成度和性能。
便于封装工艺
减薄后的晶圆在封装过程中更容易进行引线键合等操作。引线键合是将芯片上的电极与封装引脚连接起来的重要工艺步骤,晶圆减薄后,电极与引脚之间的距离缩短,使得键合线可以更短、更稳定,降低了信号传输的延迟和损耗,提高了芯片的性能和可靠性。
对于一些先进的封装技术,如晶圆级封装(WLP)和三维封装(3D Packaging),晶圆减薄是实现这些封装技术的关键步骤之一。这些封装技术可以进一步提高芯片的集成度和性能,同时降低成本。
提高散热性能
增加热传导效率
芯片在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,会导致芯片温度升高,影响芯片的性能和可靠性。减薄后的晶圆可以减少热阻,提高热传导效率,使芯片产生的热量能够更快地散发出去。
例如,在高功率电子设备中,如服务器、显卡等,散热问题尤为重要。通过减薄晶圆,可以有效地降低芯片的工作温度,提高设备的稳定性和可靠性。
便于散热设计
减薄后的晶圆可以为散热设计提供更多的空间和可能性。例如,可以在芯片背面直接安装散热片或采用其他散热技术,如热管、散热风扇等,提高散热效果。
对于一些对散热要求极高的应用领域,如航空航天、军事等,晶圆减薄是满足散热需求的重要手段之一。
降低成本
减少材料消耗
晶圆减薄可以减少芯片制造过程中的材料消耗。晶圆是由硅等半导体材料制成的,价格较高。通过减薄晶圆,可以在相同直径的晶圆上制造更多的芯片,从而降低每个芯片的材料成本。
此外,减薄后的晶圆在运输和存储过程中也可以节省空间和成本。
提高生产效率
晶圆减薄可以提高芯片制造的生产效率。在芯片制造过程中,晶圆的厚度会影响到一些工艺步骤的时间和效率。例如,在光刻、刻蚀等工艺中,减薄后的晶圆可以减少光线的散射和反射,提高工艺精度和效率。
同时,减薄后的晶圆在测试和封装过程中也可以更快地进行操作,提高生产效率。
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原文标题:晶圆为什么要减薄?
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