Page 125 - 2019 自動化機械暨智慧產業年鑑

科 產
技 業
創 趨
新 勢
篇 篇

五軸工具機結構靜動態 光阻去除（PR Stripping）、晶圓解鍵合平台 圖4 小型五軸工具機有限元素模型
圖3 小型五軸工具機組合圖
表1 國內半導體設備廠商
（Wafer De-bonding Platform）、晶圓與載具之
發展先進封裝設備現況
清洗（Cleaning）等製程設備。
特性探討與測試研究 和扇出型晶圓級封裝（Fan Out Wafer level 均豪精密 發展量測與AOI設備、濕蝕刻設備、平面
發展現況
廠商
元利盛開發精密點膠機，可適用於2.5D
Package；FOWLP）製程，已獲台灣晶圓廠 研磨設備
發展晶片取放設備、扇型封裝高精度晶粒
採納，為目前單一設備產能最高的立體IC封裝 均華精密 黏晶機、大尺寸載板扇型封裝高精度晶粒
黏晶機、大尺寸載板扇型城裝雷射刻印機
▓虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系助理教授／詹子奇 Underfill製程設備。鈦昇科技研發雷射切割設 、板材模壓機
備，因應先進封裝製程趨勢，晶圓愈來愈薄甚 發展酸槽設備（Wet Bench）與單晶片旋
轉清洗、蝕刻、去光阻機台（Single Wafer
關鍵字：工具機、智慧製造、模態分析、模態測試 至曲線化，傳統鑽石刀的切割方式容易造成晶圓 弘塑科技
摘要 Spin Processor，UFO）等設備，以供應先
破脆，並看好雷射切割為未來的趨勢。萬潤科技 進封裝濕製程設備
介紹
高速化、高精度、智慧化和客製化是工具機 受惠IC封測客戶積極投入先進封裝領域，而發展 開發精密點膠機，可適用於2.5D及FOWLP
元利盛 等先進封裝製程
的主要發展趨勢，為滿足工具機多軸加工的需 1.1 研究背景 AOI檢查設備與點膠設備，用於先進封裝製程之 所示，另小型五軸工具機如圖2所示。
表1 S40C 中碳鋼材料性質 發展雷射切割設備，以解決晶圓愈薄甚至
求，五軸工具機因此發展起來。如何提高工具機 工具機的技術能力被視為是國家工業化的重 設備。 鈦昇科技 曲線化，傳統鑽石刀的切割方式容易造成
有限元素分析與實驗
晶圓破脆問題
S40C 中碳鋼
的精度和加工效率就是非常重要的課題。 要指標，本研究主要進行五軸工具機的結構分析 勤友光電與IBM簽訂合作計畫，將授權IBM
密度（kg/m ）
3
7850
本文主要探討五軸工具機的結構特性和動態 和測試。運用有限元素法進行工具機結構靜態和 的複合雷射剝離製程技術，開發先進封裝晶圓貼 萬潤 發展AOI檢查設備與點膠設備，用於高階
2.1 有限元素分析
封裝製程之設備
2E+11
楊氏係數（Pa）
性能測試的方法。透過對整機結構分析和模態測 動態的分析，並運用動態頻譜分析儀測試工具機 合和剝離設備，比同業的設備更低的能量消耗、 2.1.1 有限元素模型
發展晶圓貼合和剝離設備，提高先進封裝
蒲松比 0.3 勤友光電
生產速度與良率
試結果的比較，改善和優化五軸工具機的結構設 之自然頻率和振型。並透過靜剛性分析，分析五 更快速的晶圓清洗速度，以及更高的良率、產 在本研究中使用 CAD軟體建立模型如圖3
計，達到更好的動態特性，滿足五軸工具機高速 軸工具機的變形趨勢，作為工具機設計與開發的 出率與多種接合膠材之選擇，提高先進封裝生產 所示。 開發用於先進封裝專用的去光阻、清洗設
億力鑫
備，針對去膠清潔、光阻去除等製程
化加工的要求。並在穩定結構的基礎上發展智慧 重要參考指標。工具機的設計者可以參考分析與 速度與良率。億力鑫系統科技開發用於先進封裝 2.1.2 材料性質
發展真空晶圓壓膜機、貼合設備及PLP
表2 AL-7075T6 鋁合金材料性質 志聖工業
化加工的技術。 測試流程進行機台開發。本研究的流程圖如圖 1 專用的去光阻、清洗設備，針對去膠清潔、光阻 本實驗中小型五軸工具機所使用的材料
RDL全自動烘烤設備
發展面板級扇出型封裝設備，如清洗設備
去除等製程。志聖工業在先進封裝製程已發展真 包含 S40C 中碳鋼、AL-7075T6 鋁合金以及
AL-7075T6鋁合金
亞智科技 、剝膜設備、精密塗佈及雷射切割、鑽孔
2810
密度（kg/m ）
3
圖1 本研究的流程圖 圖2 小型五軸工具機外觀與內部結構 空晶圓壓膜機及貼合設備，並與外商合作切入 AL-6061T6 鋁合金， 其材料性質如表 1、表 2
等設備
7.17E+10
楊氏係數（Pa）
Molding固化製程，也與客戶合作開發切入面板 與表3所示。建立完成之有限元素模型如圖4所
資料來源：各公司網站、年報／金屬中心 MII整理
蒲松比 0.33
級封裝（PLP；Panel Level Package）全自動烘 示。
2.1.3 有限元邊界條件設定
烤設備。 塗佈及雷射等製程設備。
亞智科技發展面板級扇出型封裝（Fan Out 工具機有很多組合介面，其中線性運動主要
表3 AL-6061T6鋁合金材料性質 四、結論
Panel Level Package；FOPLP）濕製程解決方 使用線性滑軌，滑塊與滑軌的接觸剛性採用彈
案，透過獨家的專利技術，克服翹曲問題，使面 簧模擬，彈簧的剛性設定為26000000 N/m，
AL-6061T6鋁合金
台積電以扇出型封裝技術成功量產iPhone處
密度（kg/m ）
2703
3
相關介面的固定方式根據實際機台擺設方式做設
板在製程槽體間的運輸過程可以維持平整，並減 理器晶片，日月光、力成等亦紛紛投入先進封裝
楊氏係數（Pa） 6.89E+09 2
少面板於生產過程的破片率。亞智科技目前已為 市場，預期未來先進封裝設備需求勢必持續攀
定，重力加速度為9.8 m/s 。機台底座固定方式
蒲松比 0.33
中國及台灣的客戶提供FOPLP的濕製程解決方 如圖5所示。
升。值此潮流趨勢下，國內已有部分設備業者與
案，並成功用於量產線。除濕製程設備外，亞智 終端廠合作，切入發展半導體先進封裝設備，並
科技還能為FOPLP封裝技術提供自動化、精密 導入終端廠內測試順利通過驗證。然而，國內先
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