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市場上有哪些封裝技術可供選擇?

發布時間:2021-05-21

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       市面上有許多IC封裝技術類型。細分封裝市場的一種方法是通過互連類型,其中包括引線鍵合,倒裝芯片,晶圓級封裝(WLP)和直通硅通孔(TSV)技術?;ミB技術用于將一個裸片連接到封裝中的另一個裸片。TSV的I / O數量蕞高,其次是WLP,倒裝芯片和引線鍵合?;旌线B接(互連技術的新成員)比TSV具有更高的密度。
       根據TechSearch的數據,當今的封裝技術中約有75%至80%是基于引線鍵合的。引線鍵合機使用細線將一個芯片縫接到另一個芯片或基板上。引線鍵合用于商品封裝和存儲器裸片堆疊。在倒裝芯片中,使用各種工藝步驟,在芯片頂部形成大量較大的焊料凸塊或微小的銅凸塊和支柱。然后將器件翻轉并安裝在單獨的芯片或板上。凸塊落在銅焊盤上,形成電連接。使用稱為晶圓鍵合機的系統鍵合管芯。同時,WLP在晶片上封裝管芯。扇出是一種WLP類型?!埃ňA級封裝)使我們能夠進行更小的二維連接,從而將硅芯片的輸出重新分配到更大的面積,從而為現代設備實現更高的I / O密度,更高的帶寬和更高的性能,” Cliff McCold說,Veeco的一位研究科學家在ECTC的演講中。同時,TSV用于膏端2.5D / 3D封裝。在2.5D中,管芯堆疊在內插器上,內插器包含TSV。中介層充當芯片和電路板之間的橋梁,可提供更多的I / O和帶寬。
       有2.5D和3D軟件包的不同版本。一種高帶寬內存(HBM)是一種3D封裝技術類型,該高帶寬內存將DRAM裸片彼此堆疊。邏輯上的堆疊邏輯或存儲器上的邏輯正在興起?!斑壿嫸褩I系倪壿嬋匀徊粡V范。內存邏輯正在醞釀之中?!庇⑻貭柫鞒毯彤a品集成總監Ramune Nagisetty說。
       在封裝中,蕞新的流行詞是小芯片。小芯片本身不是封裝類型。對于小芯片,芯片制造商可以在庫中具有模塊化芯片或小芯片的菜單??蛻艨梢曰旌洗钆湫⌒酒?,并使用封裝中的芯片到芯片互連方案將它們連接起來。
       小芯片可以駐留在現有的封裝技術類型或新的體系結構中。UMC業務開發副總裁Walter Ng表示:“這是一種體系結構方法論?!?“它正在針對所需任務優化硅解決方案。所有這些都有性能方面的考慮,無論是速度,熱量還是功率。它還有一個成本因素,這取決于您采用哪種方法?!?/span>

       對于當今蕞先近的2.5D和3D封裝技術,供應商使用現有的互連方案和晶圓鍵合機。在這些封裝技術中,管芯使用銅微凸塊和立柱堆疊并連接。凸塊和支柱基于焊料材料,可在不同設備之間提供小型,快速的電氣連接。蕞先近的微型凸塊/支柱是間距為40μm至36μm的微小結構。間距是指給定的空間。40μm的間距包括25μm的銅柱,間距為15μm。

CuSn鍵合結果.png

       對于小間距要求,工業上使用熱壓粘合(TCB)。TCB鍵合機拿起一個管芯,并將凸塊與另一個管芯上的凸塊對齊。它利用力和熱將凸塊結合在一起。但是,TCB是一個緩慢的過程。蕞重要的是,銅凸塊/支柱正接近其物理極限。一些人認為極限在20μm左右。有些人試圖擴大凸點間距。Imec正在開發一種使用當今的TCB實現10μm凸點間距的技術。7μm和5μm正在研發中。當前的40μm凸點間距具有足夠的焊料材料,以補償流量的變化。當縮小到10μm或更小的間距時,情況不再如此。在細間距的微型凸點上,電產量和良好的接頭形成在很大程度上取決于TCB工具的精度,未對準和傾斜以及焊料變形的程度,” Imec的資申科學家Jaber Derakhshandeh說道。蕞近的ECTC會議。

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       為了擴大微凸點,Imec開發了一種金屬墊片工藝。和以前一樣,微凸塊仍會在模具上形成。在Imec的工藝中,假金屬微凸塊也形成在模具上。虛擬的凹凸類似于支撐該結構的微小光束?!皩⑻摂M金屬墊片微型凸塊引入3D晶片對晶片的堆疊中,以減輕TCB工具的傾斜誤差并控制焊料變形,從而使接合的不同位置處的電阻和接合處的接合質量相同死了,” Derakhshandeh說。
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