Indium Corporation relève les défis de l'assemblage des semi-conducteurs en 2019

2019 sera une année d'innovation croissante dans le domaine du conditionnement des semi-conducteurs en raison de l'incertitude mondiale sur les plans politique et économique. L'impact de la "bulle" perçue en 2017/2018 (due à la hausse des prix des mémoires) dans l'industrie des semi-conducteurs y contribuera également, ce qui laissera aux ingénieurs un peu de temps pour expérimenter.

En 2019, nous verrons apparaître des modems Qualcomm et Intel 5G dans les téléphones portables, et une infrastructure 5G sera construite dans les grandes zones métropolitaines. Toutefois, en raison de sa courte portée, la grande majorité du monde restera en 4G ou 4,9G dans un avenir prévisible. Cela pourrait être un avantage accessoire dans les années 2020 pour les véhicules autonomes SAE (Society of Automotive Engineers) de niveau 4 à conduite autonome (AD) fonctionnant en 5G, car il s'agira essentiellement de bloquer localement ces services locaux de type Uber dans des zones urbaines spécifiques par simple disponibilité d'une connectivité RF à large bande et à faible latence.

Processeurs évolués et mémoire : L'assemblage et le conditionnement des puces minces de 7 nm deviennent de plus en plus complexes et sensibles aux procédés. Par nécessité, l'assemblage de ces dispositifs de pointe est en train de devenir un procédé plus sophistiqué, intervenant après la seconde phase de fabrication des dispositifs à semi-conducteurs, avec les principaux fabricants de semi-conducteurs comme chefs de file. Les  flux pour puces retournées à résidus ultra faibles et hydrosolubles d'Indium Corporation rendent possibles les procédés d'assemblage 3D et 2,5D pour les processeurs évolués et la fixation de puces retournées à mémoire. Nous nous différencions de plus en plus avec des résidus de flux ultra-faibles et quasi nuls (ULR/NZR), qui sont intrinsèquement compatibles avec les sous-remplissages moulés et capillaires, sans nettoyage. Le soudage assisté par laser est une alternative de plus en plus viable aux procédés conventionnels de  soudage par hermocompression (TCB) et de refusion en masse. Il promet de meilleures performances, tout en gardant un contrôle précis de la température. Nous sommes en train de finaliser notre travail avec plusieurs assemblages et essais externalisés et des fabrications de tranches avec des flux adaptés, et nous devrions être en mesure de les produire en 2019.

Les matériaux d'interface thermique pour processeurs évolués : parfaits pour les grosses puces logiques fonctionnant à haute puissance, la technologie révolutionnaire d'Indium Corporation M2TIM™ (matériau d'interface thermique métal sur métal) permet une interface fiable, conforme et hautement thermoconductrice à l’interface entre le dos de la puce et le matériau d'interface TIM 1. Le matériau élaboré en instance de brevet et son application ne nécessitent aucune métallisation à l'endos de la puce, ce qui permet une fonctionnalité unique et hautement efficace avec des coûts de traitement de puces réduits.

Encapsulation au niveau du panneau (PLP) :  Indium Corporation a travaillé avec le consortium sur les PLP dirigé par John Lau/ASMPT pour développer des flux pour fixation de billes adaptés aux réseaux à pas plus fin (0,3 mm et moins). Ces flux solubles dans l'eau sans halogène sont conçus pour l’impression sans affaissement et pour être compatibles avec les polymères RDL (redistributed layers = couches redistribuées) sans gonflement, propres à température ambiante avec de l'eau désionisée uniquement.

Applications à haute température : L'IA et les systèmes auxiliaires pour les applications automobiles compatibles ADAS ainsi que pour les applications de serveurs haut de gamme fonctionnent à des jonctions thermiques plus élevées pendant de plus longues périodes. C'est pourquoi Indium Corporation a développé de nouveaux alliages de soudure pour permettre un fonctionnement fiable à des températures élevées. Nous continuerons d'élargir notre gamme d'alliages à base d'étain (Sn), tels que l'Indalloy^®276, ainsi que nos offres classiques, telles que SnSb5 et SnSb10.

Cette technique d'alliage fonctionne bien aussi pour les fixations de puces de grande surface et les fixations de DBC/distributeur de chaleur. Notre soudure brevetée InFORMS^® permet d'obtenir une épaisseur de ligne de soudure extrêmement bien contrôlée et sans inclinaison, idéale pour les puces de grande dimension, fines (< 50 μm) et à haute densité de courant, comme celles utilisées dans les modules IGBT (Transistor bipolaire à grille isolée).

Dispositif discret et petit module : L'utilisation de soudures à haute teneur en plomb dans les petits dispositifs discrets et modules n'est pas susceptible d'être limitée par l'Union européenne (en vertu de la législation actuelle ELV/RoHS en 2019. Les modes de défaillance spécifiques émergents causés par l'augmentation de la durée de vie des composants, l'utilisation de semi-conducteurs à large bande à densité de courant plus élevée (en particulier le SiC) et les défaillances des puces minces dues aux émissions alpha continueront à éloigner les clients des offres traditionnelles à forte teneur en plomb vers des procédés de montage UPH (c'est-à-dire sans investissement) élevés utilisant des matériaux de crèmes d'Indium Corporation :

• Alliages à haute teneur en plomb de remplacement, plus résilients (en cours de développement)
• Alliages à haute teneur en plomb de série à faible teneur en alpha (disponible actuellement)
• Crème à souder BiAgX® sans plomb à point de fusion élevé (disponible actuellement)
• Nouveaux matériaux de frittage à UPH élevé (versions d'impression et de distribution lancées au 1er trimestre 2019)

Applications à très haute température : Les fixations de puces pour applications RF et autres applications similaires qui utilisent des métallisations à base d'or présentent souvent des vides causés par un excès d'or dans le joint de soudure final. En développant de nouvelles techniques de traitement des alliages, Indium Corporation est maintenant en mesure d'offrir des alliages AuSn à faible teneur en or (à moindre coût) sous n'importe quelle forme et qui réduisent la présence d'intermétalliques, ce qui permet de minimiser la formation de vide dans la soudure refondue finale.

Informatique quantique : À terme, à mesure que l'ère de la suprématie quantique deviendra réalité dans les années 2020, nous verrons le déploiement à grande échelle d'ordinateurs quantiques refroidis à l'hélium liquide fonctionnant à une fraction de 1K et fonctionnant comme des îlots isolés dans des centres de données, ce qui rappelle les Intelligences « étendues et froides » de H. G. Wells.​ Les besoins spécifiques et uniques d'assemblage des puces quantiques elles-mêmes s'avèrent être un défi, et nous travaillons actuellement sur la résolution de ces problèmes avec nos principaux clients, avec des résultats et des ensembles de matériaux clairement définis en 2019.

J'espère vous revoir nombreux en 2019 !