2.5D SiP 与3D SiP 的区别 与SIP清洗

在后摩尔时代,垂直堆叠封装被视为延续摩尔定律的重要举措,多芯片垂直堆叠常见的就是 2.5D和 3D 封装封装技术的逐渐发展使得芯片的封装形式由传统的单芯片封装发展至 2D 多芯片封装但是随着对封装密度需求的进一步增加,想要再提升封装密度就必须在垂直方向上下功夫.硅通孔(ThroughSilicon Via.TSV) 技术的出现使芯片的垂直堆叠成为了可能,由此诞生了 2.5D 和3D 封装技术严格来说,只有 3D 封装实现了多芯片在垂直方向上的堆誉而 2.5D 封装使将多个芯片平行排列在中介层上,因其封装密度大于传统 2D 封装但小于3D 封装特将其称为 2.5D 封装图1为 2.5D 和3D 封装结构示意图.

2.5D 封装一般要借助硅中介层(Silicon Inter-poser),裸片(Die) 被平行放置在中介层的顶部,中介层充当芯片与基板的桥梁,能够为系统提供更多的I/O 宽带。中介层是一种由硅和有机材料组成的硅基板,它承担着传递电信号的作用,是裸片与印刷电路板(PCB)之间的桥梁.裸片一般是通过微凸块(Microbumps) 与中介层的布线层连接,而中介层则通过锡球与下层基板相连.中介层的上下导通则一般通过 TSV 等手段实现3D 封装则是将具有 TSV 结构的裸片垂直堆叠从而实现纵向的集成.3D 封装的裸片通过微凸块甚至无凸块相连,由于 TSV 沿着芯片垂直方向以最短的路径传输信号.因此.3D 封装能够实现更快的信号传输和更高的带宽。

与 2.5D 封装相比3D 封装不需要使用中介层减小了成本,且具有更高的集成度,满足 5G 器件集成的小型化和降低成本的要求,是一个极佳的解决方案.尽管3D 封装可以被认为是最先进的 IC 封装形式,但它存在严重的可靠性和测试问题.且对于大功率的 5G 器件来说该问题尤为突出,芯片和互连密度较高的有限暴露区域加剧了散热和机械可靠性问题此外,可靠性测试方法的缺乏是另一个需要克服的挑战.目前也有很多学者针对 3D 封装的可靠性问题进行研究例如,Lian 等人应用模拟方法对3D SiP结构直流电阻和寄生电感进行电学比较对 Theta-JA进行热比较并对3D SiP 封装结构进行翘曲比较此外,他们还建立了典型的可靠性测试(温度循环测试高温储存寿命测试、无偏高加速应力测试),以验证3D SiP 结构在未来物联网/可穿戴和 5G 设备应用中的应用.他们的工作完成了封装级的可靠性测试项目,并且展示了3D SiP架构的可行性应用.

需要声明的是,即使 3D 较 25D 封装更能满足小型化和成本要求,但是由于 2.5D 的可靠性很高,更适用于大批量制造.究竟选择哪一种形式还要根据具体需求进行权衡.可预见的是,未来 5G 及后代毫米波器件的封装必是以 3D 形式为主。

先进封装-SiP系统级封装芯片清洗：

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。

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