2008:新的封裝技術驅動產業向前發展

在2007年產業界最重要的科技進展有那些?
Cail Flower, Editor-In-Chief Advanced Packaging
今年封裝業的預測都同時指向產業將朝著健康而自信的穩定成長。其中部分影響最深遠的重大成長,分別是在立體堆疊式晶片封裝及系統級封裝技術(System-in-Package,SiP)兩大領域上。令人吃驚的是,許多產業界的領袖們,都不約而同的提到立體封裝技術的採用及開展。這些專家們都異口同聲的使用如「變換、行動式裝置、驅動力道及增加的速度」等字眼。因此,上面這張以堆疊封裝做為封面照片的圖,就用一輛汽車的形象來做象徵。未來產業界仍有許多挑戰須要去克服,而且每家公司都有不同的專長,包含可延展性電子、晶圓級封裝、嵌入式元件、晶圓凸塊、打線接合、高產量的微機電系統、uPILR、矽貫通電極(Through Silicon Via, TSV)技術、檢驗、測試及其他所有相關的領域。因此未來的一年,要達到更快、更小巧、更便宜的創意性電子產品的主張,勢必面臨真實的試煉。
Jamie Andes, Synergetix
在2008年,轉換到晶圓級封裝(Wafer Level Packaging,WLP)的現象將會持續增加。在這方面相關的生產及測試方法正快速的發展,以符合這個需求。測試業的發展則是逐步遠離傳統的探針卡技術,而慢慢傾向使用轉插板(Interposer)型態的測試座(Socket),一旦測試成本降低了,就使得WLPs變得更加具有吸引力。
0.4毫米節距的設備被認為是去年的技術革新。而往下縮小到0.3 毫米節距的下一波裝置,也已經出現在工程用的測試板上了。由於新一代裝置對電性效能的要求,一般而言會比前一世代來的高,所以測試這些裝置時所面對的,不單只是機械性能上的挑戰。提供界面的供應商依然致力於提供下世代最小的、最快的及最低成本的互連導線(Interconnect)。
Jack Belani, Kulicke & Soffa
當多晶片的功能及對更高的封裝密度的需求持續成長,在各式各樣的電子產品上,使用堆疊式晶片和系統級封裝技術就變的愈來愈普遍。庫力索法(K&S)已加速我們本身在機台及材料兩方面的開發速度,以維持我們在科技發展曲線的前端地位。透過SiP,我們的產業一直能夠妥善利用各種晶片封裝技術的整合,並巧妙的避過系統單晶片(System-on-Chip,SoC)本身昂貴的製造成本及冗長的前置時間。
我們將可以持續預見更多平方英寸的矽基材被封入個別的元件中,以提供更高層次的相容性,也進而導致更複雜的堆疊式晶片封裝技術的應用。在封裝的層次上,SiP將會持續引領著產業,以實現愈來愈多元件整合的方向前進。
Michael Bereziuk, Tessera, Inc.
主流的立體封裝技術的採用和開展,象徵著移動裝置市場必然的轉變,並超越了摩爾定律在2D矽材上所能達到的境地。
在手機產業方面,影像和聲音兩種特性的整合,對高密度但尺寸更小的記憶體之需求增加。此外,對更高解析度的相機鏡頭模組的渴望,及對支援多重射頻模組及高效能界面的需求,驅使我們採用立體封裝與晶圓級封裝作為解決方案。而對遊戲平台及伺服器的市場所面對的散熱及導線連結的挑戰,驅使設計者在堆疊元件上,要求達到更高效率的互連導線技術。
要達到集合小尺寸、高密度和混合功能等特性,並且具有低成本及高穩定性,將會是2008年所面臨的最大挑戰之一。Tessera的uPILR系統與晶圓級技術,可以滿足在矽材及互連導線方面所面臨的密度、效能與可靠度等問題,因為我們的OptiML技術所使用的是晶圓級的解決方案,並且其智慧型光學技術滿足了相機鏡頭所面臨的的挑戰。
Eric Beyne, Ph.D, IMEC
在2007年,有關於以TSVs為基礎之立體整合技術的論文和研討會,開始如雨後春荀般的大量出現。除了立體封裝技術之外,對可延展性電子技術的討論也浮現檯面,像是可穿戴式電子裝置及智慧型服裝的應用打開了一扇門。另外和這個發展後續相關的,就是嵌入式元件與無凸塊式封裝演進的趨勢,IMEC已經進一步延伸在立體封裝的計劃,並且這個研究是以系統的需求為基礎,而非以單純的製程發展為本。
對先進的封裝技術而言,應用在醫療上的用途,未來勢必成為另一個重要的市場,並預期將涵蓋可撓式基板,及像是應用在人工電子耳植入術的導線式晶片(Chip-in-a-Wire)的嵌入式元件,與適用於人體移植的生物相容性封裝技術的整合。
我們必須要找出如何連結緊密的I/O節距的高密度晶片,到低成本的封裝材料及印刷電路板(PCB)的解決方案。IMEC及在喬治亞科技學院的微系統封裝技術研究中心(PRC),已經共同成立一個先進的研究計畫,並專注在下一世代的覆晶封裝及基板的技術。
Bob Black, Juki Automation
要能維持公司的快速成長,高度的品質標準及客戶滿意度就非常重要,我們必須保證品質能持續維持在高檔。可靠的定位放置系統(Placement Systems)將可保證公司持續不斷的銷售佳績。
Steve Brodeur, Milara
Milara預期應用在12吋全自動系統的晶圓凸塊,將具有取代現有6吋及8吋系統的潛力,並且Milara已經為半導體市場引進AWPb 300自動化晶圓凸塊(Wafer Bumping)系統來做因應。另一方面,我們也看見客戶尋找與傳統晶圓凸塊技術不同的晶圓列印技術的成長。當我們尋求進入BGA基板列印的市場時,我們也專注於測量容積列印的應用-目前最急迫及最具挑戰性的應用之一。我們將引進利用Suntech Power Co.公司所開發的最先進太陽能電池,來打造一座「綠能」太陽能發電的建築物。
Joseph S. Bubel, Hesse & Knipps
我們看見需要像是晶舟和置放匣等先進自動化能力的元件製造商,甚至第一次剛開始使用自動化的公司,出現了跳躍式的成長。我們以改良的科技,為從我們機台上所生產的裝置,提供元件效能的可追蹤性,使得設備使用者可以提供給他們顧客電子資料檔做為證據,這些電子資料檔記錄的是裝置的完整性和個別的互連導線。
成功的使用內建式照相機及軟體來改良視訊、安全性及品質,讓我們對車用電子市場的持續成長充滿期待。如此一來,車用市場的零組件生產比率就會隨著成長。另一方面,客戶對使用我們的接合機來做光電能連線(Photovoltaic Interconnects)的興趣,也暗示未來在「綠能」發電產業也可能出現成長。
我們的挑戰是在於持續詮釋客戶的需求,且把這些需求具體轉化為成功的提昇黏晶機台產品的效能,使得我們的客戶能藉此改善他們的生產力。
John Byers, Asymtek
應該會對未來的設計產生深遠的影響,是以剛出現的層疊封裝(PoP)技術做為可行的解決方案。使用角落和邊緣的接合技術來穩定和保護元件,在客戶端的產品已經可以看見增加的趨勢了。將微機電系統裝置整合到高產量的消費性產品中,也值得令人注意。
從傳統的焊線接合演變到覆晶封裝技術的趨勢持續展現成長力道。在這個演變中,由於需要增加晶片的運算速度,記憶體方面的裝置將會展現最具潛力的成長性。另外,當LED產業轉向使用封裝技術來解決散熱及高良率生產的問題,高功率的LED封裝方面的成長也是同樣令人感興趣的趨勢。
當類似的技術出現在市場上時,Asymtek將會悍衛自身在這方面的智慧財產權,並悍衛先前開發出噴塗技術的重大研發投資。Asymtek同時也在準備公司成立25年來最重大的產品發表。這個新產品將會大比率的取代目前現行的產品。
Joe Fjelstad, Silconpipe
封裝及導線技術的進展,是朝著逐步改良的腳步,及遞增式的改變為其發展趨勢。Tessera公司的uPILR技術,以降低個別堆疊封裝的整體尺寸,把堆疊封裝技術提昇到新的等級,這個發展和那些對應用固態記憶體在可攜式產品上有興趣的公司不謀而合。另外一個進展順利的領域則是在TSV技術與晶圓堆疊的發展上 。
基於這些證據,半導體的堆疊-不管它是以晶片級封裝、層疊封裝、晶圓層疊或以任何其他組合方式執行–都將會持續往更高成長路上進展,過去幾年來一向如此。另外可能會有重大成長的是,一直朝著中等接腳數量方向發展的WLP,其成長關鍵就在於如何持續達到符合客戶要求的成本及效能。
Tom Forsythe, Kyzen
在2007年,無鉛應用的發展從需要變成事實。顯而易見的,從鉛錫轉換到無鉛的劇變,已經在市場上的許多領域中應用開來,有一些人甚至沒預料到這個遊戲是如此早的就經歷這個轉變。整個產業界正因此造成很大的影響。儘管主要是由東亞市場所主控,我們也預見這類封裝技術在全世界各地的成長。
2008年將會對Kyzen具有正面發展的一年。我們預期在每個領域方面都有強勁的成長,且將會擴展人力、廠房及工程能力,以同時滿足我們的客戶與世界上未來逐步浮現的需求。
Richard Frisk, Lloyd Doyle Ltd.
由於Lloyd Doyle算是封裝業的新兵,我們的興趣一般是針對目前仍然沒有解決方案的檢測及測試問題上提供解決方案。對我們而言,主要的挑戰是引進產品到新的市場上。我們知道,即使在我們考慮和新產品匹配的重大開發之前,我們必須經過周延的標準檢驗及實地試驗來建立我們的名聲。以量產的速度提供實驗室等級的準確性來說,我們知道IBIS還算是剛破土的新產品,一般來說產業界是需要這樣的產品,但是我們仍然必須平衡這兩者,進而從該產品獲利,利基市場向來如此。
Roland Heitmann, Unovis Solutions
在2008年,我們可預見強勁的、以技術為取向的成長力道。在半導體前段,模組組裝或者SiP的產能正快速增長,直接晶片送料方式可以實現高速、表面黏著技術(SMT)型態及模組的組裝。對醫療用電子方面自動化需求也是不容輕忽,因此它會加速我們以知識理論為基礎的解決方案需求。最後,在汽車領域各方面的電子產品將會持續成長,並促進對大型自動化的需求。
Bruce Hueners, Palomar Technologies
在2007年,以增加每立方毫米與每塊錢的記憶體容量,生產出8 GB的記憶體模