先進封裝技術的成功,聚合物材料扮演了重要角色;在IC封裝中,聚合物介電材料一個主要功能是做為金屬線路之間的絕緣層,這些金屬線路將晶片、基板以及線路板連結,最後整合到電子設備中,在保護晶片不受外界環境的破壞上有至關重要的作用。

以下四個方面可以概述聚合物材料的功能:1.高絕緣特性,減少電子訊號傳送過程的損失,防止漏電和高電壓擊穿的發生;2.機械性能保護,好的介電材料可以減少或吸收封裝組裝過程中所產生的應力,幫助封裝好的晶片整合到電子設備後,在不同的溫度下,受到外來的應力(例如摔落)的情況下還能正常運作;3.在封裝過程中可以抵抗各種化學製程環境的破壞,以及讓電子設備可以在高溼度環境下的保持正常工作;4.聚合物介電材料還能提供較低的熱膨脹係數(CTE),可以減少晶片與各種有機材料在溫度變化時由於CTE不匹配而引起的損壞。具有較佳熱傳導性能的材料絕對有利於減少或消除對於晶片的損壞

以主要應用在記憶體和CMOS影像感測器的先進3D TSV封裝為例,目前記憶體的發展帶領了3D應用的成長,高頻、高傳輸速度的需求和5G的發展對記憶體封裝技術要求越來越高。例如高頻寬記憶體(HBM),採用銅柱和無鉛焊錫凸塊(copper pillar bump and solder cap plating)與填充材料來實現層與層之間的鏈接,由於這種技術受到焊錫凸塊的尺寸限制,另外填充材料也容易因高密度的I/O數(high density I/O counts)導致連接點之間出現一些空隙缺陷(voids defect)。

如果要繼續改善封裝的厚度,就需要Cu-Cu的直接對接(也稱為hybrid bonding)。這種技術不但可以減少晶片厚度,而且由於Cu-Cu的直接連結會使得電流經過的路徑更短,而有利於更好的電性表現。杜邦已著手進行Cu-Dielectric hybrid bonding的研發專案,專注於開發更有利於Cu-Cu直接對接的新的電鍍銅晶格結構(grain structure),以及優異性能的聚合物介電材料和機械研磨技術(CMP),利用產品多元化的特性致力於為客戶提供高效率的整體解決方案。

在5G和人工智慧需求的驅動下,越來越多電子設備必須在高頻及高速的狀態下使用,因此低電性損耗的聚合物介電材料變的越來越重要。這些材料必須能夠滿足在很寬的頻段,較大的溫度和溼度範圍內都能保持很低的電損耗特性。另外一個需要是高熱傳導性能的聚合物材料,這樣的材料在很多方面,特別是大型資料中心和高性能運算領域顯得尤其重要

杜邦在在開發各種特殊應用的聚合物介電材料上有多年的經驗,電子和成像事業部目前專注於高頻、高速和5G相關領域的材料開發,和重要客戶始終保持緊密的合作關係,在產品設計之初就共同合作,開發新型材料協助客戶解決各種技術挑戰。除了前瞻性的材料技術開發,杜邦也長期致力於持續提供客戶高質量的產品和專業的技術支援服務。