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所以领先
各类连接技术是构成Chiplet的基础
同的Chiplet封装形式虽然命名方式不同,但均由几种连接方式混合搭配而成。连接方式主要分为点和面,点连接主要有Bumping(凸块)和TSV(硅通孔)、面连接主要有RDL(重布线层)和Silicon Interposer(硅中阶层)。
Bumping(凸块):倒装是先进封装中最核心的工艺,而Bumping又是倒装流程中最重要的工艺,是Chiplet的第一步。Bumping指的是在晶圆表面预留的位置(通常是Pad)生长焊球,通过焊球实现与基板、PCB的连接。Bumping的材料一般有锡、铜、金,其制造过程与前道晶圆制造步骤基本相似,主要涉及PI涂敷、光刻、溅镀、电镀、清洗、回流焊等工艺。Bumping的参数主要分为直径、高度和密度,随着芯片复杂度提升,引脚数相应提升,导致Bumping直径更小、高度更低、密度更高,对应难度更高。
图表16:Bumping示意图和工艺流程
资料来源:Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM,华进半导体官网,中金公司研究部
►TSV(Through silicon via, 硅通孔):主要用于立体封装,在硅片中进行垂直方向上的打孔,为芯片起到电气延伸和互连的作用。按照集成类型的不同,TSV分为2.5D和3D,2.5D TSV位于中介层中,而3DTSV贯穿芯片本身,直接连接上下层芯片。TSV连接方式大量应用于高端存储器堆叠、Interposer中。
图表17:TSV主要应用场景
资料来源:SK Hynix,中金公司研究部
►RDL(Re-distributed layer,重布线层):主要为2D平面上的芯片电气延伸与互连提供媒介。优势主要有3点:1)芯片设计者可以通过对RDL的设计代替一部分芯片内部线路的设计,从而降低设计成本;2)采用RDL能够支持更多的引脚数量;3)采用RDL可以使I/O触点间距更灵活、凸点面积更大,从而使基板与元件之间的应力更小、元件可靠性更高。RDL在WLP(Wafer Level Package,晶圆级封装)和立体堆叠封装中有广泛的应用。根据重布凸点的位置,RDL可分为扇入型(Fan-In)和扇出型(Fan-Out)。扇入型封装是将线路集中在芯片内部,主要用于低I/O节点数量和较小裸片工艺中;扇出型封装技术采用在芯片尺寸以外的区域做I/O接点布线设计以提高I/O接点的数量,主要适用于尺寸较大的芯片类型,如服务器、主机芯片。
图表18:RDL基本结构
资料来源:李扬《SiP系统级封装设计与仿真》(2012),SK Hynix,中金公司研究部
图表19:扇入型晶圆级封装及扇出型晶圆级封装
资料来源:李扬《SiP系统级封装设计与仿真》(2012),SK Hynix,中金公司研究部
►Interposer(中介层):是封装中多芯片模块或电路板传递电信号的一层平台,作用类似于RDL,但Interposer的通常密度更高。中介层可以由硅和有机材料制成,充当多颗裸片和电路板之间的桥梁,完成异质集成封装。Interposer具有较高的细间距I/O密度和TSV形成能力,在2.5D和3D IC芯片封装中扮演着关键角色。
图表20:TSV与中介层构成2.5D IC
资料来源:李扬《SiP系统级封装设计与仿真》(2012),中金公司研究部
Chiplet芯粒-先进芯片封装清洗:
合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。
水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。
污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。
这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。
合明科技运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。
推荐使用合明科技水基清洗剂产品。
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