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ICのパッケージ/テストのためのICの基質PCBを作り出すHOREXSは超薄いPCBの製造業者、ICアセンブリである。

何人かの売り手は現在および未来のICのパッケージの欠陥を減らすために赤外線、光学の、およびX線の技術に基づいて新しい点検装置を増や。

これらの技術すべてが必要な間、また補足である。誰も用具はすべての欠陥の点検条件を満たすことができる。その結果、包装の売り手は多くおよび異なった用具を買う必要がある場合もある。

幾年もの間、パッケージは比較的簡単だった。欠陥が製造業の間にさまざまなステップでパッケージで予期せず起こったときに、点検装置に欠陥を見つけることで少し悩みがあった最も比較的大きかったので。

それは今日別の物語である。最も最近の破片はより速く、より複雑である。これらの破片の性能を最大限に活用するためには、企業はよい電気特徴、より小さい形式要素およびより多くのI/Osの新しく、よりよいパッケージが要求する。それに答えて、包装の売り手はいろいろ新しく、複雑な高度のパッケージのタイプを開発した。

包装がより複雑になり、信頼性が重大である市場で使用されるので、欠陥を見つけることはより重要になっている。しかしそれはまたより小さいより懸命に見つけるためにより挑戦的にである欠陥はなって。「高価な包装に動くより小さい特徴および新しい材料がある。これは良質の条件の点検のための必要性を運転する」、Pieter Vandewalle、KLAのICOSの部分のための総務部長を言った。

他の人々は一致する。「より多くのダイスは高密度包装の統合を運転している。多くは運転しているより良い跡およびより堅い隆起ピッチを相互に連結する。そしてこの複雑さはより多くの点検の方に必要性を運転している」、Eelco BergmanをASEの販売そして事業開発の年長ディレクター言った。「これらの複雑なパッケージの製造と関連付けられる増加するプロセス挑戦は別としてこれらのパッケージに統合される多数および高度プロセス ノード装置によって関連付けられる収穫の損失の高い費用によるインライン プロセス制御および点検のためのまた高められた必要性がある」。

これらの条件を満たすためには、包装の売り手は多分従来の光学点検装置、また他の用具のタイプを必要とする。「パッケージ複雑さおよび密度の増加が、単独で光学点検十分ではないのでと」、Bergmanは言った。「長年にわたり、包装産業はX線およびC-SAM （共焦点のスキャンの音響の顕微鏡検査）を含んで、利用できる選択の範囲があった。しかし頻繁に、プロセス制御よりサンプル プロセス モニタリングそして失敗の分析のためのこれらの用具はインラインに適する。アセンブリ収穫の損失または後アセンブリ テストまたは信頼性の失敗を使って関連付けられて可能性としては高い費用が高速の、インライン度量衡学用具のための増加する必要性がある—理想的にはプロセスを監察し、実時間基礎のプロセス漂流を検出できる高度の機械学習の分析的な機能と。その方法はそのプロセスの前に、是正処置収拾がつかなくなる取ることができ、欠陥は起こる。これは高信頼性の適用に特にあてはまる、可能性としては潜在瑕疵を検出する必要がある自動車装置のような。これは多分取る解決の範囲を」。

幸いにも、複数の新しい検査システムは仕事にある。その中:

革新およびKLAに包装のための新しい光学ベースの検査システムを増や。これらのシステムは欠陥を見つけるのを助けるのにパターン・マッチングの技術を速く使用する機械学習のアルゴリズムを組み込む。
会社は新しいX線用具を出荷している。
他の技術はまた出荷している。

包装の景色

ウエファー レベルの包装の点検市場は、ボブ ジョンソンに従って育つために2019年に$208，000,000から2020年に約$223，000,000にGartnerを持つ分析者写し出される。図はダイスのレベルに検査システムを含んでいない。「まだ光学最も大きい技術はである」とジョンソンは言った。「ダイスまたはパッケージ レベルの点検にまたあてはまる」。

その間、5GおよびAIのような市場の新規アプリケーションの爆発が、ある。さらに、従来の適用は、自動車のような、計算、および可動装置、育ち続ける。

すべてのシステムはICのパッケージで内部に閉じ込められるか、または収容されるさまざまな破片を組み込む。顧客にから選ぶべき多くのパッケージのタイプがある。「選択包装の建築が見える筈だものに定める適用に依存している」は言った、金Yessを醸造業者科学のWLP材料の常務取締役。

包装の景色を区分する1つの方法はwirebond、フリップ破片、ウエファー レベルの包装（WLP）、およびによケイ素のvias （TSVs）を含んでいる結合のタイプによって行う。

ある75%からパッケージの80%はTechSearchに従ってワイヤー結合に、基づいている。ワイヤーbonderは別の破片に1つの破片か小さいワイヤーを使用して基質をステッチする。ワイヤー結合は商品および中央のパッケージ、また記憶積み重ねのために使用される。

フリップ破片はBGAsおよび他のパッケージのために使用される。フリップ破片では、銅の隆起か柱は破片の上に形作られる。装置は弾かれ、別に取付けられて死ぬか、または乗りなさい。隆起は電気関係を形作る銅のパッドで上陸する。

WLPはファン・アウトおよび他のパッケージのために使用される。ファン・アウトの1つの例では、記憶はパッケージの論理チップで積み重なる死ぬ。その間、TSVsは2.5D/3Dのような上限のパッケージにある。2.5D/3Dでは、ダイスはTSVsを織込んでいるインターポーザーの上に並んで積み重なるか、または置かれる。インターポーザーは破片と板間の橋として機能する。

図1:包装の源の主な傾向:KLA

2.5D/3Dおよびファン・アウトは高度のパッケージのタイプとして分類される。別のアプローチは図書館でチップメーカーはモジュラー ダイスのメニューがあるまたはchiplets、含むというchipletsの使用を。顧客はchipletsを組み合わせ、2.5D/3D、ファン・アウト、または新しい建築のような既存の高度のパッケージのタイプの、統合できる。

「私達は多くの異なったセクターを整備する」、ケンMolitor、Quik朴の業務執行責任者を言った。「Chipletsは私達が将来成長を見ること1つの区域である。破片板、複数の破片モジュールおよびchipletsは私達の道路地図のすべてある。私達は半導体工業に」。寄与する何かとしてこれを見る

Chipletsおよび高度の包装は景色を揺することができる。通常、設計を進めるために、企業はASICを開発し単一の単一に異なった機能に合うのに破片のスケーリングを死ぬ使用する。しかしスケーリングは各ノードでより困難、に高くなって、スケーリングからすべてが寄与しない。

スケーリングは新しい設計のための選択に残る。しかし破片のスケーリングを使用して従来のASICの代りに、高度の包装およびchipletsは複雑なシステム レベルの設計を開発するなる代替的アプローチである。

「設計を開発する1つの方法」は以上あることを顧客実現しているウォルターNGのUMCの事業開発の副大統領を言った。「性能および出血端の技術の最高レベルを要求する設計の機能があるかもしれない間、他の機能の多数はこれを要求しない。出血端のケイ素の単一の同質な部分の部分としてそれらの他の機能を実行することは力および費用の点では有害かもしれない。費用の考察はカップルの違った方法で見られる。機能が技術のスケーリングから寄与しなければ、mmの²ごとの費用は相殺区域の利点を受け取らないでかなりより高い。他の要された考察はこれらの設計の多数が最高のレチクルのサイズそして現在の深刻な収穫の心配で押している破片のレベルにある。これは28nm/22nmのような先端の平面ノードで再一見にルネサンスを運転している。出血端の性能を要求する複数のダイスの解決を実行する性能の機能性を、多くの場合仕切る方法をそれらの顧客のために、それらは見て」。

この場合、複数のダイスの解決は複雑なダイスが付いている高度のパッケージを記述するもう一つの方法である。ここの考えは縦の方向の装置を積み重ねることであり新しい建築を可能にする。

「あらゆる鋳物場および装置メーカーに異質統合で深刻な努力がある。ここにいくつかの異なった技術がある」、ロバート クラークの最近の提示のTELの技術スタッフの古参議員を、言った。「3D次元の統合のために、私達は私達が」。未来の技術のための論理の論理そして記憶の論理を積み重ねることを可能にする単一3Dプロセス、また異質統合を必要とする

それにもかかわらず、すべてのパッケージの中に1つの共通の主題がある。「それはダイスのサイズにほとんどの場合続く。パッケージのより多くの部品が中ある。またパッケージの中より小さい幾何学のより小さいダイスがある。点検することは困難である」とQuik朴Molitorの言った。

破片/包装の流れ
破片を製造することは複雑なプロセスである。最初に、破片はさまざまな装置を使用してすてきののウエファーで処理される。高度の論理機構を作るためには、それは600から1,000のプロセス ステップをからまたはすてきのの多くを踏む。

すてきな流れの間に、チップメーカーは欠陥があるかどうか破片を点検しなければならない。小さい欠陥は破片の収穫に影響を与えか、またはプロダクトを失敗させることができる。

すてきのの内の破片の欠陥を見つけるためには、チップメーカーは生産ラインで光学ベースの点検装置を使用する。チップメーカーはまたeビーム点検を使用する。用具は両方ともナノメーター サイズの欠陥を検出している。

ウエファーの点検のために、光学検査システムはウエファーを照らすのに光学光源を使用する。光源は深い紫外線（DUV）の範囲で193nm波長で下る。それから、ライトは集められ、ウエファーの発見の欠陥を助けるイメージはデジタル化される。

破片がすてきので製造されれば、ウエファーは鋳物場かOSATで包むICのそれから準備ができている。

各パッケージのタイプに別のプロセス フローがある。ファン・アウトを、例えば取りなさい。「この包装の機構に、知られていたよいダイスはそれからエポキシ型で埋め込まれるキャリアのウエファーの置かれた下向き」、説明したサンディWen、Coventorのプロセス統合エンジニア、ブログの逃亡Research Companyを、である。「ダイス型の組合せ露出される表面の隆起との再分配の層（RDLs）を形作るために死ぬ「はファン・アウト」再分配のための処理される再構成されたウエファーを形作る。再構成されたウエファーは最終的な使用前に続いてさいの目に切られる」。

RDLsは銅の金属電気で相互に連結する別のものにパッケージの1部を接続するためにそれをである。RDLsは金属の跡の幅そしてピッチを示すスペース測定される、およびラインによって。

異なったタイプのファン・アウト パッケージがある。例えば、上限の適用のために連動させられて、高密度ファン・アウトにRDLs 8μm以下ラインおよびスペースとの以上500 I/Osがある。上限で、売り手は2μmのライン/スペースおよび向こうでRDLsのファン・アウトを開発している。

これは面倒になるところである。「従来のウエファー レベルのファン・アウト複数の挑戦に直面する」、はカーティスZwengerをAmkorの高度の製品開発の副大統領言った。「ダイスの転位のような処理側面、問題および形成されたウエファーのそりでプロセス最適化の技術の適用によって制御された。但し、要求する高度の構造のために形成されたウエファーのそりの多数RDLの層および微妙な一線/スペース、量および表面の地勢学は写真イメージ投射 プロセスに影響を与えてが不利にに関して重大になる。商業側面で、挑戦はファン・アウト費用対パッケージのサイズいままで常にだった。統合のハイ レベルが必要となると同時に、パッケージのサイズの増加およびRDLプロセス費用は増加する円の再構成されたウエファーのフォーマットが指数関数的に原因で」。

生産の流れの間に、欠陥はパッケージで予期せず起こるかもしれない。ファン・アウトおよび他の高度のパッケージのタイプがより複雑になると同時に、欠陥はより見つけより小さく、にくくがちである。これは欠陥を見つけ、根絶するように点検装置が内部それに設計されている合うところである。

ファン・アウト生産の流れでは、包装の家はプロセスの始めに点検装置を挿入するかもしれない。それから、流れの間にそしてプロセスの後でさえもいくつかの点検ステップがある。

他のパッケージのタイプは同じようなか異なった流れがあるかもしれない。いずれの場合も、点検は条件である。「過去の10年にわたって、高度の包装は革新的なパッケージおよびアセンブリ技術を作成するために複数のプロセスおよび材料をもたらした。例は処理する型のvias、形成されたunderfill、等角の保護、両面の鋳造物および多層RDLによって良いピッチの銅の柱が、含まれている効率よく組み立てることができない」「はパッケージがそのような技術を組み込む非常に強いプロセスおよび最新式のインライン制御および点検方法が使用されなければZwenger言った。高解像のX線イメージ投射および自動光学点検は型およびunderfillの空間、RDLおよび隆起の欠陥および輸入原料のような項目の、検出を助けるように大きい進歩を作った。インライン欠陥の検出を費用効果が大きく、良質信頼できる半導体デバイスのために必要にする今日の高度の包装の多数の物質的なインターフェイス」。

図2:破片の包装の流れ。源:KLA

X線の点検対光学
包装の家は多数のタイプの点検装置を使用するが、1つのタイプまたは別のものを使用する決定はパッケージによって決まる。

光学点検は幾年もの間包装で使用された。今日、Camtek、革新にKLAおよび光学検査システムを包装のために販売するため。明確な欠陥を見つけるのに「光学点検使用されているまたは収穫を潜在的影響できた潜在的な潜在瑕疵」がスティーブンHiebertをKLAの年長のマーケティング担当部長言った。

作動中、パッケージは生産の流れの間にこれらの光学検査システムで挿入される。光源はとして異なった角度からのパッケージのイメージに欠陥を見つける手段を取るシステムで照らされる。

すてきのの破片のための光学点検と包装間にある主な違いがある。すてきのでは、点検用具はnanoscaleで欠陥を見つけてより高く、使用される。

それに対して、欠陥はパッケージでより大きい、ミクロンのレベルで欠陥を見つけるのに従って光学点検が使用されている。これらの用具は目に見える範囲で光源、上限DUVの源を使用する。

それにもかかわらず、パッケージの次の波は既存の用具のためのある挑戦を示す。「これらの3D-ICまたはファン・アウト ウエファー レベルの包装プロセスがある。それらはより複雑になっている。これらの複雑なプロセスは複雑な開発を要求する」とHiebertは言った。「他の傾向がある。明らかな1つはであるより量る。より小さく重大な次元がある。それはRDLライン/スペースであることができる。それはmicrobumpピッチのような3D積み重ねのためのピッチか雑種の結合および銅のパッド ピッチであることができる。計量が続くので、より小さい欠陥のタイプを見つける必要性はである重大」。

他の大欠陥の挑戦がある。例えば、1悪い状態があれば、全パッケージはパッケージで失われる死ぬ。

これらの挑戦に演説するためには、売り手は包装のための次世代の点検用具を発達させた。例えば、目に見える範囲の光源を使用して、KLAで最も最近の欠陥の点検用具はbrightfieldおよびdarkfieldの両方技術を使用する。brightfieldイメージ投射では、ライトはサンプルに当り、システムは目的から分散させたライトを集める。darkfieldイメージ投射では、ライトは角度からのサンプルに当る。

KLAの用具は欠陥次元を遅くとも見つけることができる。「高度の包装のために、私達はミクロンの順序にある重大な次元と」、Hiebert言った述べている。「RDLは2μmラインおよびスペースであるかもしれない。高度の顧客は1μmラインおよびスペースに取り組んでいる。臨界未満次元の欠陥のための検出はである光学とまだ可能」。

KLAの新しいツールは前のシステムとして決断および感受性を二度提供する。それはまた希少な欠陥を捕獲するために選り抜き点検区域を目標とすることができ欠陥の検出のための機械学習のアルゴリズムを組み込む。

他はまた新しい光学ベースのシステムを開発している。「私達は高速ミクロ以下の点検のための新製品をやがて進水させ、多層構造の騒音の抑制のための新技術」、Damon Tsaiを点検製品管理のディレクターにの言った。

これらの新しいツールはまた銅の雑種の結合のような次世代の技術に演説する。複数の鋳物場は高度の包装のためのこれを開発している。まだR & Dで、雑種の接着の積み重ねおよび結束は相互に連結する銅に銅を使用することを死ぬ。それは積み重なり、接着の既存の方法より低い電力をより多くの帯域幅に与える。

「私達はへの以下の入力/出力ピッチ3μmが付いている破片にウエファーそしてウエファーにウエファーを含む雑種の結合の開発を、見る。これはミクロ以下の欠陥の感受性を要求する、 <10>

今日の高度のパッケージの複雑さは他の点検技術用具のタイプを要求する。例えば、光学用具は速く、表面欠陥を見つけるのに使用されるが一般に埋められた構造を見てない。

これはところX線の点検適合である。この技術は高リゾリューションを用いる埋められた構造を見ることができる。この市場では、何人かの売り手は包装のための新しいX線の点検用具を増やしている。

X線との欠点は速度である。それにもかかわらず、X線および光学は補足であり、両方とも家の包装によって使用される。

X線プロセス、SVXRのスピードをあげるように努めることは高リゾリューションの自動化されたX線の点検（HR-AXI）技術に基づいてシステムを開発した。システムは包装の速いインライン点検のために目標とされる。それはまた欠陥の検出のための機械学習を利用する。

「X線は金属を見通すことができる。光学用具は誘電体か非導電基質しか見通さないことができる。インターフェイスで2つの金属片の間の空間、かわずかな薄片分離を見たいと思えば光学用具は限られる」、BrennanピーターソンをSVXRの作戦のディレクター言った。「基本的に、私達は本当の欠陥が起こる金属を見ることができる。インターフェイスでとらわれの事。それらは誘電体の州で結ばない。それは実際にのX線に利点がある基礎である。関係かのどんな問題見ることができる。そしてそれをよりよくさせるデータ」。こと使用できる

他の問題がある。例えば、高度のパッケージに多数の隆起がとのハードに見る埋められたはんだの接合箇所をある。この適用のために、速いX線の点検用具はここに理想的である。

その間、一部は他のいろいろな挑戦に演説するために別の点検装置を発達させている。「高度の包装は単一のさまざまな構成を含んでいるまたは多数の破片、インターポーザー、フリップ・チップおよび基質」、ティムSkunesをCyberOpticsのR & Dの副大統領言った。これらの部品間の縦の関係をするために「それらは隆起の形態に一般に頼る。隆起はパッケージ内の横の関係は再分配ラインによってなされるがはんだの球、銅の柱またはmicrobumpsであるかもしれない。これらは10µmから100µmまで及ぶ形状を含む。それらが作成する特徴および高度の包装プロセスとしてより小さくなり、より複雑、有効なプロセス制御のための必要性は増加した。この必要性はこれらのプロセスが高い知よい死ぬ使用するという事実によって増幅され、失敗のさせる費用を非常に高く」。

これのために、CyberOpticsは偏移プロフィル測定に基づいて点検/度量衡学の単位を開発した。複数の反射Suppression （夫人）と呼ばれるCyberOpticsの技術は隆起の高さ、coplanarity、直径および形に第2および3D点検を提供する。夫人技術はパッケージで光沢があり、鏡の様な表面からのにせの多数反射によって引き起こされる間違いを抑制するように設計されている。

そのの上に、地形、ステップ高さ、荒さ、層の厚さおよび他の変数は高度のパッケージに要求されるかもしれない。「高度の包装の製造工程は新しい測定の配列を作成した。例えば、積み重ね、隆起のcoplanarityおよびTSVsの測定の後のウエファーの弓そしてそりの測定はちょうど少数の例である。高度の包装の、雑種の度量衡学は多数の測定の実行によって必要になって、生産性を高める同時の点検」トマスの揚げ物言った、FormFactorのFRTの単位の総務部長をの総製造原価、3D表面の測定用具の製造者の削減を助けるため。

結論
それが新しい分類装置のような流れの間にさらに点検を、要求するには十分でなければ、パッケージは死ぬかもしれない。両方の高度の光学および赤外線点検を使用して、これらのシステムはウエファー レベルのパッケージがテストされ、さいの目に切られる後点検を行い、分類することを死ぬ。

それにもかかわらず、高度の包装はここにより重要にとどまり、なることである。Chipletsはまた見るべき技術である。両方とも景色を変えるかもしれない。

「私達が予想したより速いすべてのこれらの技術の加速された採用が、実際にある。私達は同様に来年続くとこれが期待する」とKLAのVandewalleは言った。（インターネットからの記事）