100微米以下的薄晶圆能实现更高集成度与互连效率,但极易在加工中破损。而晶圆解键合(Debonding)作为临时键合-解键合体系的关键环节,正是破解薄晶圆加工难题的核心技术,直接决定先进封装的良率与可靠性。
晶圆解键合的核心逻辑,是将完成背面研磨、刻蚀、金属化等工艺的器件晶圆,从临时固定的刚性载板上精准分离,全程需兼顾“无损伤”与“高效率”。临时键合-解键合技术的普及,彻底打破了薄晶圆加工的瓶颈,让3D堆叠、扇出型封装等先进方案规模化落地,其技术水平直接关联芯片微型化与集成化的上限。
目前行业主流的解键合技术分为四大类,适配不同工艺场景与晶圆敏感度,各有优劣与核心壁垒。热解键合是最成熟的方案,分为热滑移与热分解两种模式:热滑移通过190-220℃加热使键合胶软化,搭配剪切力完成分离,需精准控温避免清洗困难;热分解则通过更高温促使键合胶分子链断裂,无需机械力,但对键合胶的热稳定性要求极高,适配高可靠性场景。
激光解键合是高端场景的优选,核心优势是低温无损。其通过248nm或365nm波长激光穿透透明载板,被键合层吸收后引发光解反应,实现常温分离,完美适配对热敏感的高端芯片。该技术的关键的是激光波长与键合材料的光吸收特性匹配,也是当前国产设备攻坚的重点方向之一。
化学解键合主打“低应力”,通过专用溶剂渗入键合层,使胶材溶胀、断链溶解,实现晶圆自然分离,对薄晶圆损伤极小。但需对载板打孔保障溶剂渗透,且键合胶需选用热塑性或改性聚酰亚胺等可溶解材料,适配对机械应力敏感的器件加工。机械解键合则完全依赖受控机械力剥离,类似撕胶带,工艺简单但对操作精度要求极高,易产生应力损伤,多用于中低端场景。
无论哪种技术路径,临时键合材料与工艺控制都是核心前提。材料需兼顾良好粘附力与后续可清洗性,同时兼容加工环境的耐高温、耐化学腐蚀需求;工艺上需把控晶圆平整度、键合胶厚度,更要匹配载板与器件晶圆的热膨胀系数(CTE),避免温度变化引发应力或分层。这些细节直接决定解键合的良率,也是工艺优化的核心痛点。
从产业视角来看,解键合技术的迭代直接支撑先进封装的升级。随着Chiplet集成度提升、晶圆尺寸扩大,对解键合的效率、无损性要求持续提高,高端解键合设备与材料仍被海外垄断。国内企业需同步攻坚设备与材料,突破激光波长匹配、键合胶配方等核心技术,才能夯实先进封装产业链的自主可控能力。