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先进封装四大要素与2.5D/3D 封装的关键技术介绍

👁 2272 Tags:RDLRe-distributed layer重布线层

先进封装四大要素分别为 RDL(Re-distributed layer,重布线层)、TSV(Through Silicon Via,硅通孔)、Bump(凸点)和 Wafer(晶圆),RDL 起到 XY 平面电气延伸的作用,TSV 起到 Z 轴电气延伸的作用,Bump 起到界面互联和应力缓冲的作用,Wafer 作为集成电路的载体以及 RDL 和 TSV 的介质和载体。


一、重分布层


重分布层包含铜连接线或走线,用于实现封装各个部分之间的电气连接。它是金属或高分子介电材料层,裸晶可以堆栈在封装中,从而缩小大芯片组的I/O间距。重分布层已成为2.5D和3D封装解决方案中不可或缺的一部分,使其上的芯片可以利用中介层相互进行通讯。

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二、TSV(Through Silicon Via,硅通孔)

TSV



TSV是2.5D和3D封装解决方案的关键实现技术,是在晶圆中填充铜,提供贯通硅晶圆裸晶的垂直互连。它贯穿整个芯片以提供电气连接,形成从芯片一侧到另一侧的最短路径。


从晶圆的正面将通孔或孔洞蚀刻到一定深度,然后将其绝缘,并沉积导电材料(通常为铜)进行填充。芯片制造完成后,从晶圆的背面将其减薄,以暴露通孔和沉积在晶圆背面的金属,从而完成TSV互连。

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▲在TSV封装中,DRAM芯片接地、穿透并与电极相连


三、Bump(凸点)和 Wafer(晶圆)


扇出晶圆级封装(FOWLP)




FOWLP技术是针对晶圆级封装(WLP)的改进,可以为硅芯片提供更多外部连接。它将芯片嵌入环氧树脂成型材料中,然后在晶圆表面建构高密度重分布层(RDL)并施加焊锡球,形成重构晶圆(reconstituted wafer)。

它通常先将经过处理的晶圆切成单颗裸晶,然后将裸晶分散放置在载体结构(carrier structure)上,并填充间隙以形成重构晶圆。FOWLP在封装和应用电路板之间提供了大量连接,而且由于基板比裸晶要大,裸晶的间距实际上更宽松。

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▲FOWLP封装示例


四、先进芯片封装清洗:

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。

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 水基清洗剂产品。



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