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《Wettable Flank封装技术：洞见、挑战和前景》

  • 来源专题：集成电路封测
  • 编译者： shenxiang
  • 发布时间：2020-08-28

  • 意法半导体公司(ST Microelectronics）的科研人员在2019 IEEE 21ST ELECTRONICS PACKAGING TECHNOLOGY CONFERENCE (EPTC)发表论文“Enabling Wettable Flank Technology: Insights, Challenges and Perspectives”。

    高可靠性应用中视觉可检测焊点的市场驱动力要求实施强健的Wettable Flank技术，其中，封装分离后暴露在封装边缘的铜终端可通过电镀暴露的铜来实现可焊性，以防止氧化并促进一致的可焊性。在此，我们介绍了在OFN平台上实现Wettable Flank技术所探索的各种技术。研究了浸锡工艺、超短脉冲激光烧蚀技术和激光引导表面响应式选择系统。介绍了与每种技术相关的产品创新和工艺开发活动，并确定了对其可制造性和可靠性的技术见解。更重要的是，报告了所遇到的挑战及其解决方案，为未来的产品开发提供了重要的经验教训。此外，评估结果强调了这些技术在实现OFN封装所需几何结构方面的潜力，并通过扩展实现封装边缘上视觉可检测的焊角的可能性。

  • 原文来源：2019 IEEE 21ST ELECTRONICS PACKAGING TECHNOLOGY CONFERENCE (EPTC)
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相关报告

  • 《洞见 | 我国电子信息工程科技面临的13个挑战》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2022-02-23
    • 2月15日，中国工程院信息与电子工程学部、中国信息与电子工程科技发展战略研究中心在北京发布“电子信息工程科技发展十三大挑战（2022）”（以下简称“挑战”）。“挑战”分析了我国电子信息工程科技13个领域所面临的技术挑战，具体如下： 1．信息领域 以数字化、网络化、智能化为特征的信息化浪潮方兴未艾，信息技术一日千里、欣欣向荣，全面融入人类社会生产生活，与各行业不断交叉融合，正深刻改变着世界的经济格局、文化格局、安全格局和竞争格局。在双循环战略下，如何快速有效组织国内外优势科技力量，构建新型体制机制，攻克系列关键核心技术，补短板，加长板，建立与新时代大国竞争力和经济社会可持续发展相适应的信息体系，确保国家在信息领域自主可控、安全可靠是该领域当前面临的重要挑战。 2．微电子光电子 全球范围内，3nm制程有望今年推出，2nm制程也已列入研发计划。先进芯片工艺日益趋近物理极限，涉及设计到制造产业链关键环节，如设备、材料、EDA/IP核等基本被国际大企业垄断。中国国内企业创新能力提升面临重大挑战。新器件、新结构、新材料、新工艺、新封装等技术协同创新推进产业化，是应对微电子领域挑战的重要技术途径。实现超高速、高性能、低功耗、多功能、高密度光电子器件是信息光电子领域面临的重要挑战，发展光子集成、光电集成和光电融合等技术是应对信息光电子领域挑战的重要技术途径。 3．光学工程 光学工程是融合光学、精密机械、电子学、材料、计算机等技术解决多种工程应用问题的交叉学科，重点研究光信息的获取、传输、处理、存储、显示以及激光技术应用，正向着紫外、可见光、红外等多频段，强度、光谱、偏振、相位等多维度，探测、成像、测距、通信等多功能，微纳、超快、超分辨、X射线及太赫兹光学等多种新技术方向发展。如何实现光学工程高质量的信息化、网络化、自动化、芯片化、数字化、智能化，提高复杂环境下的动态感知和处理能力是该领域当前面临的重要挑战。 4．测量计量与仪器 新一代国家测量体系建设已经启动，国家仪器产业体系建设已开始布局，重要场景下的关键核心测量技术亟待突破，整体测量能力亟待提升，特别是支撑超精密光刻机、高端航空发动机和高端工业母机等为代表的高精尖装备研发制造中的超精密测量与仪器技术亟待率先突破，制造质量调控能力亟待提升；支撑数字化制造、数字化医疗、智慧城市建设等领域发展的数字化测量、网络化测量、精密仪器和传感器等共性核心技术突破是该领域当前面临的重要挑战。 5．网络与通信 随着5G移动信息网络的加速构建，5G网络与各行业应用的垂直整合面临较大挑战。6G研发加速布局。互联网作为支撑未来十年全球信息传输基础设施的主导体系架构，面临万物互联、万事互联时代toB、toM、toX、高速核心器件等多样化需求带来的前所未有挑战。在网络流量的爆发式增长、陆海空天全覆盖和“双碳”背景下，网络需满足巨容量、大连接、广覆盖、高可靠、绿色节能、低成本等需求，弹性智能网络架构、服务质量、用户体验、网络安全性和可靠性等是该领域当前面临的重要挑战。 6．网络安全 新形势下的网络安全在于风险消减与赋能增值双轮驱动。在网络系统的缺陷管控与纵深防御中，如何应对海量存量威胁治理及其有效防护不足、网络安全边界的削弱，如何构建威胁画像、威胁情报运营机制及安全知识体系；在运行任务的威胁管控与时机防御中，如何应对动态环境下“未知的未知”攻击，如何构建威胁感知的时机防御形态，如何打造计算和防护融合新模式、形成运行和防御并行双结构；如何实施风险管理与量化评估手段以支撑网络安全保险；如何破解数据安全和隐私保护与数据流动和开发利用相悖等难题，都是该领域面临的主要挑战。 7．水声工程 以实时化信息获取传输与大数据处理为手段，掌握与复杂多变海洋环境规律耦合的水下目标声学信息，实现海洋水下信息自主掌控是该领域当前面临的重要挑战。 8．电磁场与电磁环境效应 随着5G、物联网、无人系统、人工智能等技术领域的快速发展、重大基础设施和先进智能化装备或系统的建设与应用，电磁环境适应性和电磁安全性成为各类智能装备系统可靠安全运行的重要制约因素。促进电磁场与电磁环境效应学科建设，开展电磁场基础问题研究，加强电磁环境主动感知、智能电磁防护、电磁防护仿生、高性能电磁综合仿真计算等自主原创性技术攻关，提升智能化装备电磁防护能力是该领域当前面临的重要挑战。 9．控制 物理信息因果关系不清的复杂工业动态系统建模、控制与优化机理不清情况下的数学建模、开放环境下输入/输出相关信息处于开放环境且变化不确定、感知信息难以获取、控制与决策目标多尺度多冲突等控制理论与技术问题，为此需开展工业动态系统人工智能研究，并将工业互联网、工业自动化与信息化技术与制造业深度融合，研发出基于新一代信息技术的智能化管控系统和智能化工业软件，是该领域当前面临的重要挑战。 10．认知 脑认知与人工智能加速融合，多尺度动态脑观测、针对记忆、情绪、视觉等认知功能的机理揭示，和易泛化、鲁棒性、低功耗的脑启发人工智能理论与模型的建立是当前技术难点；在边缘计算设备、可穿戴设备、高速设备等高速低功耗场景应用需求迫切，打破冯诺依曼计算架构，研制感存算一体、大带宽的新型智能计算器件与系统，是突破当前算力与能效核心瓶颈的重要挑战。 11．计算机系统与软件 当前存在智能计算理论基础不坚实、人网物协同计算范式不成熟、内生安全计算机理不清晰等新型应用带来的对计算理论、机理和方法的挑战，后摩尔时代单位体积和能耗下算力提升困难、单一计算架构难以有效应对计算环境对全场景及不确定性的支撑的挑战，以及新型泛在计算基础软件理论与技术的挑战。为此需开展多元计算架构形态研究，深耕量子、类脑、光子等前沿技术，将计算、存储、网络深度融合，在微体系结构、微纳结构、新材料新工艺新器件等方面持续创新，研发软件定义、软硬协同、场景驱动、应用感知、智能赋能的基础软件，这些都是该领域当前面临的重要挑战。 12．计算机应用 新时代、新态势、新征程背景下，计算机应用正在迈向新的阶段、催生新的理念、推向新的格局。随着万物互联与智能技术融合程度的不断加深，满足工业、农业、能源、金融、商务、交通、政务、教育、医疗、健康、养老等复杂场景应用需求成为计算机应用技术发展的内在驱动力。通过对复杂场景异构信息系统之间进行功能调用或者交换共享数据，实现系统间数据、信息、知识的互联互通，实现现实世界与虚拟世界的新型虚实相融，将越来越重要。技术发展如何与经济社会复杂场景应用相融合是该领域当前面临的重要挑战。 13．应对重大突发事件 如何建立国家、省、市三级重大突发事件（比如新冠肺炎爆发、特大暴雨灾害等）信息化决策体系，集思广益，突破局限性，延伸到经济社会发展各领域；如何整合相关部门的数据资源和科技力量，包括医疗卫生、公安、交通、建设、环保、教育、能源、民政、国企数据等，建立重大突发事件大数据综合平台，形成预警能力和快速反应能力，把灾害损失降到最小，是应对重大突发事件、提升国家综合治理能力的重要挑战。
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  • 《洞见 | “终极显示技术”MicroLED离大规模商用还有多远？》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2022-01-18
    • 当下，被誉为“终极显示技术”的Micro LED正处于研发热潮中，成果也在纷至沓来。在近日刚刚结束的CES2022(国际消费类电子产品展览会)上，Micro LED产品成为关注的焦点。韩国两大巨头企业三星和LG均带来了大尺寸 Micro LED电视；首尔半导体展出两款车用Micro LED产品；美国智能眼镜公司Vuzix展示了配备尺寸仅1微米Micro LED投影模组的AR眼镜；中国企业TCL则发布了采用双Micro LED显示屏的第二代AR眼镜。 然而在看似热闹的背后，多位业内专家在接受《中国电子报》采访时指出，Micro LED目前还处于摸索阶段，尚未成为一项可量产的显示技术，离大规模应用还有很长一段距离。在业内专家看来，Micro LED实现产品真正落地乃至大规模商用，至少还要解决两个难题。 产品落地的最佳定位在哪里？ Micro LED被视为下一代微显示器技术，甚至被一些业内人士冠以颠覆产业的“终极显示技术”的称号。原因在于Micro LED不需要大面积的基板进行光刻或蒸发，也不需要一个复杂过程来转换颜色和防止亮度降低。与目前主流显示技术LCD和OLED相比，Micro LED具有亮度高、可视角度大、使用寿命长、响应时间短和低功耗等众多优势；同时它具有自发光无需背光源的特性，具备体积小、轻薄化的特点。作为未来显示技术的主流趋势和发展方向，Micro LED的发展前景得到了行业的普遍认可。 “Micro LED显示技术被看做是目前主流显示技术的有效补充，它可以利用自身的可拼接性满足超大尺寸需求，同时也可利用超小的晶粒尺寸实现VR和AR的应用。其自身的高亮度、高色域、高对比度性能也可满足户外、半户外的使用需求。”奥维睿沃总经理陈慧在接受《中国电子报》记者采访时表示，由于其已经表现出来的特性，相信很快会在部分特殊领域得以快速推广，另外随着Micro LED显示技术在新功能上的不断探索，未来有望实现显示无处不在。 从行业市场规模来看，Micro LED市场空间巨大，未来几年有望实现快速增长。据市场咨询机构GGII预计，2022年左右Micro LED将在手机、VR、车载显示、平板显示等领域得到应用，到2024年手机和超大电视显示将成为Micro LED应用最大的两个市场，2024年中国Micro LED市场规模将达到800亿元。 不过，多位业内人士都指出了Micro LED面临的一个窘境：虽然前景被看好，但远未实现规模化应用。群智咨询总经理李亚琴表示，如果以产品生命周期模型视角去看，Micro LED还处于一个非常早期的阶段，现在更多可产量的产品还是围绕Mini LED去展开。“Micro LED更多是一个未量产、未来性的产品。” 目前可以看到，在车载市场，Micro LED相比OLED、LCD而言，优势较为明显；此外，Micro LED在VR/AR设备中也较为普遍。对于很多相关企业而言，主要以产品和市场为导向，并期望在短期内产生经济效益。业内人士向记者说到：“国内很多企业都是拿来主义，难以静下心去开拓新技术。”对于企业而言，在加入Micro LED研发热潮的同时，更需要思考一下这个问题：到底哪类产品真正适合Micro LED？ 有一个方向值得关注。对于Micro LED而言，作为元宇宙核心器件的Micro LED微显示器或是其“未来性”的真正归宿。 “元宇宙要想真正火起来，交互技术起着至关重要的作用。而在交互技术里，只有Micro LED技术可以实现所谓的空间三维显示。”国际信息显示学会中国区总裁严群告诉《中国电子报》记者，Micro LED具有发光点小和响应速度快的优势，这是LCD和OLED所不具备的。只有这两个优势才能助力实现真正的空间三维影像，基于这样的影像，人和影像的交互才会非常自然，才能实现物理世界和虚拟世界的真正交互。目前的VR/AR技术尚不能实现这种交互效果，带给人们的体验还不够自然，这就阻碍了元宇宙的爆发。 严群强调，从这个层面来讲，Micro LED是唯一有可能真正实现元宇宙里交互场景的技术，Micro LED显示技术的真正爆发点也蕴藏在这里，而非传统的显示应用。“若把Micro LED应用到传统显示中，它的性价比在一开始不会很高，除了智能穿戴、车载显示等特殊场景，很难切入到其他场景之中。” 规模化之路的最大挑战是什么？ 目前，Micro LED显示技术尚不成熟，对芯片、背板、发光介质等材料有着更高的要求；同时，Micro LED产品在终端表现上也存在诸多问题。总体而言，这项所谓的“终极显示技术”离大规模落地应用还有很长一段距离要走。中国光学光电子行业协会液晶分会常务副理事长、秘书长梁新清曾经表示，当前Micro LED显示技术正处在工程化突破的阶段。 Micro LED显示的概念于2000年被提出，但直到2012年索尼才推出了55英寸的首个Micro LED显示屏“Crystal LED Display”。在此之后，Micro LED显示器进入商界视野，相关研究机构和企业开始主攻微缩制程、全彩显示、巨量转移等瓶颈技术。直到目前，虽然Micro LED的诸多优点已为行业普遍认知，但现实却是Micro LED的发展仍处在摸索阶段。 陈慧认为，Micro LED要想实现规模化应用，主要存在技术和商业化的两道门槛。 一方面是技术。除了目前最常被提到的巨量转移技术，还有芯片技术和背板技术。芯片技术包括Micro LED晶圆波长的一致性，以及芯片的发光特性和可靠性。背板技术目前主要分两种，印刷电路板和玻璃基板，前者存在膨胀收缩率较大易翘起的问题，这会影响巨量转移的效果；后者虽然稳定性好，但是对工艺要求更高。此外，全彩技术、接合技术、驱动技术目前都尚未成熟。 另一方面是商业化。目前市场上尚没有统一的应用规格和标准，虽然目前针对Micro LED的技术多种多样，但是这些技术都是摸索出来的可行方法，还没有真正形成成熟的技术路线。此外，还有上游材料的供应，产业链的构建也都不成熟。 巨量转移是被提及最广泛的一项瓶颈技术。据了解，目前行业里大多数采用的巨量转移技术分为四类：精准抓取、自组装、选择性释放、滚轮转印。以上这些巨量转移技术总的来说仍属于“量产前”的技术，目前他们所面临的瓶颈是一致的，同时这也是整个Micro LED生产所面临的瓶颈，归结起来就是精度、良率、效率、成本。“这些问题逐层递进，互为因果。当下无论哪种技术路线，只有能够解决上述四个问题，才能真正的实现Micro LED的大规模应用。”陈慧告诉《中国电子报》记者。 关于制约Micro LED规模化落地的最主要原因，严群认为功耗问题算一个。他向记者介绍，Micro LED的一个特点是发光效率可以做到很高，但最终做成器件，效率却比OLED还差。若在功耗上得不到解决，Micro LED本身是没有前景的，一定要把LED高光效率优势体现在器件上面。 除上述挑战之外，资源整合问题也是制约Micro LED产业发展的重要因素。作为最前沿的新型显示技术之一，Micro LED的产业化进程需要产业链上各环节的企业、高校、科研院所进行合作，突破关键制程技术、专利壁垒，推进产品应用，以实现产业的快速发展，赢得国际市场更大话语权。 多位业内人士向记者表示，现阶段需要一个更大的平台把资源整合到一起，通过建设这个平台进一步落实量产技术，通过尝试不同技术遴选出最合适的一项。由于研发投入比较高，未知性大，很多企业尚在观望，而单打独斗也不利于产业的快速发展。 虽然目前Micro LED的关键技术瓶颈还未取得突破，Micro LED量产还任重道远，但在产业链上下游积极共同努力下，技术在不断突破，商业化步伐正在逐步加快。据了解，在芯片方面，康佳、创维、聚灿、三安光电、兆驰等企业相继投入到芯片的研发中。在封装模组方面，晶台、欧司朗、芯瑞达、友达、瑞丰光电、日亚化学等多家企业对Micro LED进行投资建设。在显示屏与终端相关设备方面，雷曼光电、利亚德、苹果、康佳等也在积极建厂。 随着Micro LED产品面市，越来越多的终端品牌厂商参与到Micro LED产业链，相关玩家接连上市、产业链不同环节厂商加强合作的局面在显示产业链全面铺开，这场由全产业链拉动的产业合作和技术升级正在赋予显示产业一幅全新图景。
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