3月15日，日本东丽公司官网宣布，已经开发出一种 基于聚酰亚胺涂层剂（Semicofine™和Photoneece™）的兼容混合粘合（微粘合）的新型绝缘树脂材料 。这种材料将被用作半导体和显示器的绝缘树脂材料。这种新材料将传统的聚酰亚胺涂层剂与该公司的加工和粘合技术相结合，它可以在将半导体芯片与金属电极粘合的混合粘合工艺中提高半导体器件的成品率和可靠性。后续东丽将推进原型设计并向客户提供样品，其目标是在2025年获得材料认证，并在2028年开始大规模生产。
近年来一种领先的高性能封装技术——三维（3D）封装备受关注，该工艺包括半导体芯片垂直堆叠（下图1）。对于需要具有10微米或更小的凸点间距（通过焊料连接的相邻电极之间的间距）的精细结构的高性能半导体芯片而言，混合粘合备受期待。目前东丽公司在销售用于3D芯片到芯片封装的树脂粘合材料，其凸点间距约为 20 μm。与传统的 3D 封装技术不同，混合粘合需要在不使用凸块的情况下直接连接金属电极，从而可以进一步缩短电极间距。
图1 3D封装横截面示意图以及有无凸起封装密度差异
在混合粘合中，芯片到晶片技术因不同类型芯片的高密度封装而引起了广泛的关注。该技术包括将一个晶片基板加工成芯片尺寸，并将其接合到另一个晶片衬底上。二氧化硅和其他无机材料通常用作混合粘合的绝缘材料。然而，应用芯片到晶圆技术有两个关键挑战：其一，在芯片切割中产生的硅粉尘会在混合粘合过程中被捕获，导致芯片键合不良并降低产量；其二，残留的硅尘威胁到半导体封装的可靠性（图2）。
图2 硅粉尘对无机和有机杂化衬底的影响对比
自2020年以来，东丽公司与新加坡科学技术研究局的半导体研究部门微电子研究所进行了混合粘合实验演示。这项工作利用了公司在功能塑料设计技术方面积累的专业知识，采用复杂的分子设计并追求卓越，创造出具有高耐热性和优异机械性能的绝缘聚合物（图3）。通过与该研究所和各种半导体相关公司的合作，东丽公司希望将这种材料应用于芯片到晶圆的混合粘合，来试图提高小芯片的产量和可靠性，并使不同芯片集成在单个封装中成为可能。
图3 在混合粘合中使用聚合物后的横截面照片
东丽公司将在其用于半导体设备和电子元件的树脂产品系列中加入这种新材料，以促进高性能下一代半导体封装在高速通信设备和服务器应用中的采用。
展望未来，东丽公司将继续利用其“合成有机化学”、“高分子化学”、“生物技术”和“纳米技术”等核心技术，研究和开发能够从根本上改变社会的创新材料，在推动技术发展的同时，努力实现公司的企业理念是“通过创造新价值为社会做出贡献。”