三星下一代HBM考虑采用无焊剂技术

业界消息称，三星电子正在为下一代HBM研究包括无焊剂在内的多种键合技术。

三星电子自今年初起，已与海外主要合作伙伴启动了对无焊剂键合技术的初步评估工作。

该技术将应用于 HBM4（第六代），目标是在今年年底前完成评估。

目前三星电子采用 NCF（非导电性粘接薄膜）作为HBM制造的后工序技术。

HBM是一种通过垂直堆叠多个DRAM来提高数据处理性能的存储器半导体。它通过 TSV（硅通孔）在每个DRAM上钻出微小的孔，并以电气方式连接这些孔。为了连接各个DRAM，使用了微小突起形状的微凸点。

三星电子一直采用的是TC键合工艺，即在堆叠的每个DRAM之间插入NCF，并从上方进行热压。NCF在高温下熔化，起到连接凸块与凸块、固定芯片间的作用。

无焊剂技术主要应用于 MR-MUF（Mass Reflow-Molded Underfill）。MR-MUF 不使用薄膜，而是利用液态的EMC（环氧树脂与无机二氧化硅混合而成的模塑材料）。

MR-MUF在每堆叠一个DRAM 时，会先进行临时热压接合，待完全堆叠后，再通过加热（回流焊）完成接合过程。

随后，在各芯片之间无间隙地注入EMC。EMC起到支撑各芯片的“底部填充（Underfill）”以及防止外部污染等作用。

在现有的MR-MUF工艺中，为了去除残留在凸点上的氧化膜，会先涂覆一种称为助焊剂（flux）的物质，然后再清洗掉。

然而，随着HBM的输入输出端子（I/O）数量在HBM4中相比之前翻倍至2024个，以及DRAM堆叠层数的增加，凸点之间的间距也会随之缩小。

这种情况下，助焊剂可能无法被彻底清洗干净，从而可能损害芯片的可靠性。

对此，半导体行业提出了无焊剂焊接方案。

尽管设备厂商在无焊剂技术上的方法各异，但核心在于不使用焊剂而去除焊球周围的氧化层。

（内容来源：北京日报）