因為專業(yè)
所以領(lǐng)先
Advanced packging to enable HI(先進(jìn)封裝)
在單個封裝中集成多個芯片或芯粒的必要性引起了人們對先進(jìn)封裝技術(shù)開發(fā)的極大關(guān)注,半導(dǎo)體工程師和物理學(xué)家投入了大量精力進(jìn)行研發(fā)。在更小的占地面積內(nèi)容納更多數(shù)量的硅芯片需要垂直和水平堆疊,包括額外的引線鍵合、密集封裝的小型凸塊、更高的布線復(fù)雜度以及來自相鄰信號路徑的潛在干擾。各種封裝技術(shù)的出現(xiàn)可以解決這些設(shè)計挑戰(zhàn),從而推進(jìn) HI的發(fā)展。下面討論一些常見的封裝技術(shù):
1)傳統(tǒng)封裝:傳統(tǒng)封裝裝是指已廣泛使用的傳統(tǒng)封裝方法。這些技術(shù)包括雙列直插式封裝 (DIP)、四角扁平封裝 (QFP) 和小外形集成電路 (SOIC)。雖然傳統(tǒng)封裝很好地服務(wù)于該行業(yè),但它在尺寸、功耗和信號完整性方面存在一定的局限性。然而,傳統(tǒng)封裝仍然在特定領(lǐng)域得到應(yīng)用,例如低成本設(shè)備或性能要求較低的應(yīng)用。
2)倒裝封裝:為了增強芯片的性能和效率并減少互連,需要將芯片放置得更近。在倒裝芯片球柵陣列 (FCBGA) 的封裝中,芯片或者天線放置在封裝的表面上,數(shù)字、模擬或射頻IC以單片方式集成到球柵陣列基板的底部。這種方法可以提高電源效率并提高數(shù)據(jù)傳輸速率,然而采用這種方法后,熱管理成為新的挑戰(zhàn)。為了改善連接性并減少寄生,引入了微凸塊。
3)晶圓級封裝 (WLP):晶圓級封裝 (WLP) 是標(biāo)準(zhǔn)芯片封裝方法之一,其中薄金屬層用于創(chuàng)建再分布層 (RDL)。此外,扇出晶圓級封裝 (FOWLP) 已成為毫米波微電子封裝的流行方法,F(xiàn)OWLP 通過減小封裝的尺寸和厚度,實現(xiàn)了無基板設(shè)計,從而增強了射頻性能并提供了更大的設(shè)計靈活性。然而,由于使用具有不同熱膨脹系數(shù) (CTE) 的材料,翹曲對 FOWLP 提出了重大挑戰(zhàn)。為了解決這個問題,嵌入式晶圓級球柵陣列(eWLB)已成為一種流行的的 FOWLP 技術(shù),實現(xiàn)以合理的成本進(jìn)行大批量生產(chǎn)。
4)2.5D 封裝:在 2.5D 封裝中,單獨的中介層位于芯粒和封裝基板之間。封裝應(yīng)用的流行趨勢主要集中在將尖端邏輯和存儲元件集成到單個封裝中。在這種情況下,內(nèi)插器的主要功能是促進(jìn)這些設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)通信。
2.5D 封裝的一個很好的例子是臺積電開發(fā)的晶圓上芯片 (CoWoS)。在 CoWoS 中,多個小芯片或芯片堆疊在硅中介層頂部,硅中介層使用微凸塊或硅通孔 (TSV) 連接到基板 [19]。最開始使用倒裝芯片或引線接合技術(shù)將芯片接合到中介層,此后將中介層附著到基板上。中介層面向芯片的一側(cè)通常包括多個金屬層或 RDL,它們將來自芯粒上的 I/O 焊盤的電信號分配到硅中介層上的相應(yīng)焊盤。在集成不同的芯粒(例如存儲器、處理器和基于 MEMS 的傳感器)時,基于中介層的 2.5D 封裝特別有價值。多家公司開發(fā)了自己的 2.5D 封裝解決方案,包括內(nèi)存、處理器和基于 MEMS 的傳感器。中介層也采用了多種材料,包括IBM的直接鍵合異構(gòu)集成(DBHi)、臺積電的本地硅互連(LSI)和日月光的堆疊硅橋扇出基板上芯片(sFO CoS)等。
2.5D 封裝的另一種方法涉及使用“橋”在相鄰芯片之間建立連接。EMIB(嵌入式多芯片互連橋)是基于橋的 2.5D 封裝的一個示例。在此方法中,橋單獨制造并嵌入封裝基板的空腔內(nèi),一些文獻(xiàn)將這種基于橋的先進(jìn)封裝解決方案歸類為2.3D封裝結(jié)構(gòu),采用具有高 I/O 密度的硅塊來創(chuàng)建這些“橋梁”,促進(jìn)彼此靠近的芯粒之間的互連。由于與基于中介層的 2.5D 封裝相比,這種方法具有成本效益,各公司正在積極探索開發(fā)自己的橋接解決方案。
5)3D 封裝:3D 封裝技術(shù)通過將一個芯片放置在另一個芯片的頂部來促進(jìn)半導(dǎo)體芯片的堆疊和互連,通常采用稱為 TSV 的垂直連接(圖 3),這種方法通常用于在處理器上堆疊存儲器或模擬和數(shù)字集成電路。英特爾的 Foveros [21] 是 3D 封裝技術(shù)的一個典型例子,它是一種芯片上芯片 (DoD) 封裝,其中使用 TSV 和微凸塊堆疊不同的功能芯片,以在各層之間建立電氣連接。3D 封裝的另一種形式是層疊封裝 (PoP),它通常涉及垂直連接兩個封裝芯片并通過封裝通孔 (TPV) 連接它們。PoP 技術(shù)在便攜式設(shè)備中使用的成像傳感器和芯片中得到了廣泛的應(yīng)用。
先進(jìn)芯片封裝清洗:
水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。
合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。
合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù),滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求,打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。
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