SK海力士(SK Hynix)正对喷雾式电磁波干扰(Electromagnetic Interference;EMI)遮蔽(Shielding)技术量产可能性进行评估,有望接手过去委外进行的EMI遮蔽工艺,着手研发喷雾式的EMI遮蔽技术,期望达成降低生产成本与提高产量的目标。而为了重新回到苹果NAND Flash供应链,三星电子(Samsung Electronics)这边在EMI遮蔽工艺研发也不甘落后,但似乎遇到了一些问题。

据韩媒ET News报导,SK海力士未来技术研究院首席李弼秀(音译),日前于首尔出席ET News与韩国半导体研究协会共同主办的“半导体尖端封装技术研讨会”,并在其间发表上述消息。

半导体芯片过去以屏蔽罩方式阻断EMI,近来随着半导体芯片性能提高,渐走向个别芯片均需EMI遮蔽处理,如此可预防芯片间电磁干扰引发的异常动作,电路板也可设计得更加精密,芯片间距缩小后多出来的空间,可用于扩充电池容量,延长产品待机时间,然而增加新工艺将会提高主要芯片生产成本。

苹果(Apple)相当早就尝试,从2012年9月推出的iPhone 5开始,就要求用于iPhone的NAND Flash封装,必须要有防电磁波干扰遮蔽技术。他们试过将iPhone里搭载的个别半导体一一进行封装后,试图增加EMI遮蔽工艺。由于三星电子无法满足苹果的规格要求,之后苹果便未采用三星电子生产的NAND Flash存储器,如今三星有意重启对苹果供应NAND Flash,这项技术能否实现至关重要。

2016年上市的Google Pixel手机,其无线区域网路芯片据说也采用EMI屏蔽处理,李弼秀认为,将个别半导体芯片进行EMI遮蔽的需求将会持续增加。

溅镀式和喷雾式有什么区别?

目前搭载于iPhone的NAND Flash封装是采LGA(Land Grid Array)。LGA是封装的底部有针脚的形式,因装配到印刷电路板(PCB)时,针脚与电路板的插孔紧密贴合,因此在EMI遮蔽工艺只需在上半部进行。所以截至目前为止,EMI遮蔽多采溅镀(Sputtering)方式,将超薄金属遮蔽材料覆盖表面。溅镀机是将材料利用物理方式,在目标表面选择性蒸镀1层均匀薄膜,但溅镀方式处理速度不快。

三星电子则认为,如果未来NAND Flash采用BGA(Ball Grid Array)形式封装,底部会呈现球状(Ball),若以溅镀方式进行EMI遮蔽,会产生许多空隙,不容易完整包覆。以喷雾式(Spray)工艺进行EMI遮蔽,能顺利将BGA的球状部分完整覆盖。由于内存多需大量供给,因此业者纷纷考虑改采喷雾式EMI遮蔽技术。

喷涂设备的优点是比溅镀机便宜。一组溅镀机的设备若要50亿韩元(约438.20万美元),喷涂设备只需7~8亿韩元即可购得。不仅如此,用于喷涂的材料价格也较便宜,可节省制程费用。业界认为,就体积与重量而言,BGA也比LGA来得有利。不过喷雾式EMI遮蔽为台湾日月光集团持有的核心专利,这也是三星电子、SK海力士考虑自行研发喷雾式EMI遮蔽技术的主因。

SK海力士与Ntrium、Duksan Hi-Metal共同开发液体(Ink)型态EMI遮蔽物质,目前正在实验量产的可能性;另一方面,三星也从2016年初便开始与韩华化学(Hanwha Chemical)合作,开发液体型态EMI遮蔽物质,韩华则以银与纳米碳管(CNT)进行合成。若韩国记忆体业者有能力直接进行EMI遮蔽工艺,势必将影响日月光EMI遮蔽工艺的工作量。

李弼秀最后表示,在记忆体领域中,EMI遮蔽需求虽然提高,但溅镀方式也会随着供给改变而有不同。SK海力士一旦结束实验并且投入量产,势必会尽量满足市场的需求。

三星开发液体EMI遮蔽物质受阻

据韩媒ET News报导,目前三星电子正与PROTEC、诺信(Nordon Asymtek)、韩松化学(Hansol Chemical)、Ntrium等多家点胶机(Dispense)业者,共同研发以喷涂(Spray)方式进行EMI遮蔽制程。其中,PROTEC与诺信负责研发设备;韩松化学与Ntrium负责研发液态遮蔽材料。研发完成后,三星电子就可在NAND Flash封装覆盖一层EMI遮蔽膜,并且对苹果iPhone供货。三星电子计划在2017年达成这项目标。

然而报导指出,三星与韩华检视液体型态EMI遮蔽物质工艺产出成果,发现银与CNT仍无法均匀混和,不能做为喷雾使用,因此做出难以进入商用化的结论,导致自主研发喷雾方式的计划无法如期进行。

由于韩华的研发进度受阻,三星重新将研发计划外包给其他业者,如三星SDI(Samsung SDI)电子材料事业部、国外材料业者等,希望能赶上2017年下半的苹果订单。但三星评估时程恐有延迟,只好决定将2017年苹果iPhone的NAND Flash记忆体EMI遮蔽工艺,委托台厂先以溅镀方式进行。

韩国业界消息指出,最近三星半导体事业部已与台湾封装业者达成协议,三星将委托台厂进行NAND Flash芯片的EMI遮蔽作业。台厂在取得三星已封装完成的256GB NAND Flash后,以溅镀方式进行EMI遮蔽。

韩国业界相关人士表示,三星开发液体EMI遮蔽物质受阻后,又由于溅镀机台价格下跌,三星内部传出不同意见,质疑是否一定得用喷雾式工艺进行EMI遮蔽。但若三星决定导入溅镀式EMI遮蔽,则可能会与委外的封装业者发生专利纠纷。

目前三星虽然遭遇遮蔽原料问题,但就算成功开发出可用来喷雾的EMI遮蔽物质,喷雾式工艺良率不及干式工艺,用在大量生产时也会有良率问题。

20160630000123