據(jù)麥姆斯咨詢報道，扇出型封裝（fan－out packaging）是應(yīng)用于眾多移動應(yīng)用的成熟技術(shù)。早期的半導(dǎo)體封裝一直是單芯片封裝，為支持功能增加導(dǎo)致布線密度越來越大的發(fā)展趨勢，要求更復(fù)雜的封裝、堆疊封裝（stacked packages）、系統(tǒng)級封裝（systems inpackage），同時還要滿足高性能。隨著技術(shù)的發(fā)展，扇出型封裝正在縮小成本與高性能之間的矛盾。無論是為滿足更小尺寸的需求使晶圓變薄，實現(xiàn)焊料成本的節(jié)約，還是作為重新布線層（redistribution－layer，RDL）首步工藝的工藝平臺，所有封裝均需要臨時鍵合（temporary bonding）。
臨時鍵合需要鍵合（bonding）和剝離（debonding）兩種工藝。從扇出型晶圓級封裝（fan－out wafer－level packaging，F(xiàn)oWLP）到功率器件，每種應(yīng)用在工藝溫度、機械應(yīng)力和熱預(yù)算等方面都有獨特的要求，因此確定合適的剝離技術(shù)比較困難。這里只是枚舉了幾個例子，實際情況更為復(fù)雜。我們將在本文中重點討論激光剝離（laser debonding）：如抗高溫更兼容的材料可應(yīng)用于哪些情況，激光剝離的特性適于哪些應(yīng)用等。
為了控制剝離帶來的熱輸入，紫外激光（UV lasers）常被用于剝離不同材料供應(yīng)商提供的不同臨時鍵合材料。為了確保最低的維護工作量，二極管泵浦固體激光器（diode－pumped solid－state，DPSS）可將高度工藝控制的光束整形光學(xué)（beam－shaping optics）與最低熱輸入相結(jié)合，不失為是一項正確的選擇。
圖1 Chipfirst扇出型晶圓級封裝制造工藝流程示意圖
圖2 Chiplast扇出型晶圓級封裝（又稱RDL first）制造工藝流程示意圖
扇出型晶圓級封裝（FoWLP）中臨時鍵合面臨的挑戰(zhàn)
FoWLP能在行業(yè)內(nèi)收獲巨大利益，一定程度上取決于其采用了載板（carrier），臨時鍵合材料對化學(xué)和熱兼容性的要求很高。某些聚酰亞胺符合這種嚴苛的環(huán)境，也適用于激光剝離。
盡管鍵合和剝離都是FoWLP的工藝，但兩者的需求差異很大。通過觀察各種應(yīng)用中不同的半導(dǎo)體工藝，顯然沒有任何一種剝離工藝解決方案可與所有的半導(dǎo)體工藝兼容，多個解決方案是必然選擇。這就是開發(fā)出的各種各樣的剝離工藝（剝離技術(shù)是臨時鍵合的特征）至今仍都在使用的原因。
主流剝離技術(shù)的比較
最常見的方法有：熱滑動剝離（thermal slide－off debonding）、機械剝離（mechanical debonding）和紫外激光剝離（UV laser debonding）。這三種方法均適用于大批量生產(chǎn)，在工藝兼容性方面差異巨大。
熱滑動剝離（thermal slide－off debonding）是一種利用熱塑材料作為器件與載板晶圓（carrier wafer）之間粘合夾層（adhesive interlayer）的方法。該方法利用了熱塑材料的可逆熱特性，意味著在較高的溫度下，該材料的粘度會下降，從而能通過簡單地滑動兩邊的晶圓來完成剝離。熱剝離的特點是根據(jù)熱塑材料的溫度特性，使用范圍在130°C到350°C之間，因此在較高的溫度下就可完成鍵合與剝離。溫度穩(wěn)定性在很大程度上取決于機械應(yīng)力，我們可以觀察到這是由于熱塑材料在高溫下具有低粘度。
機械剝離（mechanical debonding）是一種高度依賴晶圓表面特性、臨時鍵合材料的粘附力和內(nèi)聚力的方法。對于大多數(shù)材料系統(tǒng)，均可使用機械釋放層（mechanical release layer）來實現(xiàn)可控剝離。機械剝離的主要特點是：可在室溫下處理，且強烈依賴機械應(yīng)力。由于機械剝離需要在臨時鍵合材料與晶圓間產(chǎn)生低粘附力才能成功剝離；因此，在FoWLP應(yīng)用中使用這種方法是有些困難的。這是因為FoWLP工藝中產(chǎn)生的較高應(yīng)力會導(dǎo)致自發(fā)性的剝離，甚至在減薄工藝中也會出現(xiàn)，這就會導(dǎo)致良率的急劇下滑。
激光剝離（laser debonding）是一種通過幾種不同的變量來實現(xiàn)剝離的技術(shù)。該方法的剝離機制依賴于：激光種類、臨時鍵合膠，以及用于該工藝的特定釋放層。紅外激光剝離依靠熱過程進行工作：將光吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，從而在鍵合界面內(nèi)產(chǎn)生高溫。紫外激光剝離則通常依靠化學(xué)過程進行工作：使用光吸收的能量來破壞化學(xué)鍵。破壞聚合物的化學(xué)鍵會導(dǎo)致原始聚合物進行分解。分解物包括氣體，就會增加鍵合界面的壓力，因而幫助剝離。由于在剝離工藝前，臨時鍵合膠對晶圓具有很高的粘附力，因此這種方法非常適用于FoWLP應(yīng)用中。
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