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1Perché i vettori temporanei sono importanti negli imballaggi avanzati

Nel packaging 2.5D/3D avanzato e nell'integrazione eterogenea, il temporary wafer carrier (TWC) è diventato un materiale di abilitazione critico piuttosto che un consumabile secondario.

I suoi compiti principali sono:

• Fornire supporto meccanico per wafer ultra-sottili (≤ 50 μm);

• abilitare processi di obbligazione temporanea e di disobbligazione (TB/DB);

• Supporto per l'assottigliamento dei wafer, TSV, RDL e metallizzazione posteriore;

• Mantenere l'integrità del wafer in condizioni di alta temperatura, stress e ambienti chimici.

Dal punto di vista della produzione, i vettori temporanei contribuiscono a:

1. Miglioramento del rendimento: riduzione delle crepe, delle rotture e dei difetti locali;

2. L'ampliamento della finestra di processo che consente wafer più sottili e un'impilazione più complessa;

3. Ripetibilità del processo

2. Motori di mercato e tendenze del settore

Sebbene non esistano dati ufficiali indipendenti sul mercato dei vettori temporanei esclusivamente, le previsioni del settore per il più ampio mercato dei materiali e del sistema di obbligazione temporanea/debonding (TB/DB) indicano:

• Dimensione del mercato globale di circa 450 milioni di USD entro il 2025 (compresi i vettori, i materiali di incollaggio e le attrezzature).

• Si prevede che la quota di vettori temporanei da 12 pollici crescerà rapidamente, con un CAGR stimato del 18%/22% dal 2025 al 2030.

Tra le principali forze trainanti figurano:

• Rapida crescita di AI, HPC e HBM;

• Espansione delle architetture 2.5D/3D di stacking e Chiplet;

• L'adozione diffusa di wafer ultra-sottili (≤ 50 μm);

• Applicazioni emergenti per l'imballaggio a livello di pannello (FOPLP).

L'industria si sta spostando dalla "facibilità dei processi" a "rendimento, affidabilità e ottimizzazione dei costi totali".

3Principali materiali di trasporto temporaneo: confronto tecnico

Di seguito è riportato un confronto tradotto e strutturato dei materiali di trasporto temporanei tradizionali negli imballaggi avanzati.

Intuizioni chiave della tabella

• I supporti in vetro dominano il mercato attuale grazie alla buona piattezza e alla compatibilità con il debonding laser.

• I vettori di silicio rimangono fondamentali per gli imballaggi 2.5D/3D e HBM di fascia alta.

• I vettori polimerici stanno gradualmente perdendo quota in quanto l'imballaggio diventa più esigente.

• I supporti in ceramica/zaffiro stanno guadagnando attenzione per wafer ultra sottili e applicazioni ad alta affidabilità.

4La sfida della Warpage nel packaging avanzato

Man mano che l'imballaggio diventa più sottile e complesso, la warpage è emersa come uno dei problemi di affidabilità più critici.

Le cause profonde della deformazione

1. Disadattamento CTE tra diversi materiali (silicio, vetro, polimeri, metalli, dielettrici).

2. Asimetria strutturale in wafer ultra-sottili, amplificando gli effetti di piegatura.

3. Riduzione del curaggio degli adesivi e degli strati dielettrici durante i cicli termici.

Impatti della guerra

• Riduzione della precisione di allineamento;

• Rischio maggiore di rottura dei wafer;

• Riduzione del rendimento produttivo;

• Riduzione dell'affidabilità a lungo termine

Pertanto, il controllo della curvatura è ora considerato una metrica di fabbricabilità fondamentale negli imballaggi avanzati.

5Perché i supporti trasparenti ad alta rigidità sono importanti

Un vettore temporaneo ideale dovrebbe fornire:

• Modulo di Young's elevato per resistere alle deformazioni;

• Alta durezza per garantire la durata;

• elevata trasparenza ottica per la compatibilità con il laser;

• Eccellente resistenza chimica per pulizia ripetuta;

• Stabilità dimensionale sotto cicli termici ripetuti.

Lo zaffiro monocristallino (Al2O3) si distingue perché offre:

• Alta rigidità → migliore soppressione della curvatura;

• Durezza di Mohs ~9 → eccellente resistenza all'usura;

• Trasmissione ottica ampia → supporta più tecniche di debonding;

• eccellente stabilità chimica → lunga durata;

• Basso flusso e fatica → adatto per l'uso a più cicli.

Man mano che i wafer diventano più sottili e l'imballaggio più complesso, i vettori trasparenti ad alta rigidità stanno passando da opzionali a mainstream.

6. Da Wafer-Level a Panel-Level Carrier

Due percorsi di sviluppo paralleli stanno emergendo:

(1) Portatori a livello di wafer da 12 pollici

• requisiti più rigorosi in materia di piattezza (TTV);

• Alta compatibilità con le fabbriche di semiconduttori esistenti;

• Utilizzato per l'IA, l'HPC e i chip logici avanzati.

(2) Portatori a livello di pannello (FOPLP)

• a. un'ampiezza superiore o uguale a 5 mm;

• Un più elevato throughput per substrato;

• Meno costi per chip;

• Crescente adozione in driver per display, chip RF e alcuni chip di calcolo.

Prospettive a lungo termine: gli imballaggi a livello di wafer e di pannelli coesisteranno piuttosto che sostituirsi.

7Paesaggio regionale

Globale

L'Asia orientale (Taiwan, Corea, Giappone) rimane il fulcro degli imballaggi avanzati, con:

• catene di approvvigionamento complete;

• Ecosistemi di materiali e attrezzature leader;

• Forte capacità di produzione di grandi volumi.

Cina continentale

Il delta del fiume Yangtze (Shanghai, Suzhou) e il delta del fiume Perla (Shenzhen, Zhuhai) hanno sviluppato forti cluster di imballaggi, con una crescente capacità locale in materia di materiali, attrezzature,e integrazione dei processi.

Si prevede che la localizzazione dei materiali di imballaggio di fascia alta accelererà.

8. Prospettive per il futuro

Il futuro degli imballaggi avanzati dipenderà non solo dalla scalabilità dei processi, ma anche dall'innovazione dei materiali.

Le principali direzioni comprendono:

• Dimensioni più grandi dei supporti;

• Più bassa curvatura e maggiore piattezza;

• migliore resistenza alle alte temperature e alle sostanze chimiche;

• Più cicli di riutilizzo per ridurre il costo totale di proprietà (TCO).

I vettori temporanei non sono più solo supporti, ma sono determinanti chiave di rendimento, affidabilità e prestazioni negli imballaggi avanzati.