晶圆封装新路径之 3.5D 或 5.5D 与先进封装清洗介绍

发布时间：2024-07-19 👁 2025 Tags：堆叠芯片清洗芯片封装清洗先进封装芯片清洗

该路线图以逻辑叠加技术为特色，将逻辑叠加技术安装在基板上，将 2nm（SF2）芯片与 4nm（SF4X）芯片组合在一起，两者都安装在另一块基板上。这基本上是 2.5D 封装上的 3D-IC，也就是前面提到的 3.5D 或 5.5D 概念。Song 表示，该代工厂将从 2027 年开始在 SF2P 上堆叠 SF1.4。这种方法特别吸引人的地方在于散热的可能性。通过将逻辑与其他功能分开，热量可以通过基板或五个暴露面中的任何一个从堆叠的芯片中排出。

与此同时，将利用其 Foveros Direct 3D 将逻辑堆叠在逻辑上，无论是面对面还是面对面。

图 6：英特尔的 Foveros Direct 3D

“真正的 3D-IC 配备了 Foveros，然后还配备了缓和键合，“你不能走传统的设计路线，把所有东西放在一起，然后进行验证，然后发现，‘哎呀，我遇到了问题。’你不能再这样做了，因为你会影响你的上市时间。所以你真的想提供一个沙盒来让它变得可预测。但即使在我进入这个详细的设计环境之前，我也想运行我的机械/电气/热分析。我想看看连接性，这样我就不会有开路和短路。3D-IC 的负担更多地在于代码设计，而不是执行。”

Foveros 允许将主动逻辑芯片堆叠在另一个主动或被动芯片上，并使用基础芯片以 36 微米间距连接封装中的所有芯片。通过利用先进的分类技术，英特尔声称它可以保证 99% 的已知良好芯片和 97% 的组装后测试良率。

用于其 AI 芯片的先进封装。CoWoS 本质上是一种 2.5D 方法，使用中介层通过硅通孔连接 SoC 和 HBM 内存。该公司对 SoIC 的计划更加雄心勃勃，将逻辑上的内存与传感器等其他元素一起封装在生产线前端的 3D-IC 中。这可以显著减少多层、尺寸和功能的组装时间。

其他创新工艺和封装技术的到位为更广泛的竞争选择打开了大门。与过去由大型芯片制造商、设备供应商和 EDA 公司定义芯片路线图不同，小芯片世界为最终客户提供了做出这些决策的工具。这在很大程度上是由于可以放入封装中的功能数量与可以放入 SoC 光罩限制内的功能数量不同。可以根据需要水平或垂直扩展封装，在某些情况下，它们可以通过垂直布局规划来提高性能。

但鉴于云端和边缘领域的巨大机遇（尤其是随着人工智能的普及），三大代工厂及其生态系统正在竞相开发新功能和新特性。在某些情况下，这需要利用他们已有的资源。在其他情况下，这需要全新的技术。

计划在新形式中提供定制 HBM 作为一种选择。内存是决定性能的关键要素之一，在内存和处理器之间更快地读写和来回移动数据的能力会对性能和功耗产生重大影响。如果内存的大小适合特定的工作负载或数据类型，并且如果某些处理可以在内存模块内部完成，那么需要移动的数据就会减少，那么这些数字可能会显著提高。

图 7：路线图和创新

与此同时，一直在研究一种更好的方法来为密集排列的晶体管供电，随着晶体管密度和金属层数量的增加，这个问题一直存在。过去，电源是从芯片顶部向下输送的，但在最先进的节点上出现了两个问题。一是实际上为每个晶体管提供足够的功率的挑战。二是噪声，它可能来自电源、基板或电磁干扰。如果没有适当的屏蔽——由于电介质和电线越来越薄，在每个新节点上屏蔽变得越来越困难——噪声会影响信号完整性。

通过芯片背面供电可以最大限度地减少此类问题，并减少线路拥堵。但这也带来了其他挑战，例如如何在不损坏结构的情况下在较薄的基板上钻孔。

宣布了玻璃基板的计划，这种基板可以提供比 CMOS 更好的平面度和更低的缺陷率。这在先进节点尤其重要，因为即使是纳米级的凹坑也会引起问题。与背面供电一样，处理问题也比比皆是。好处是玻璃的热膨胀系数与硅相同，因此它与硅元件（如芯片）的膨胀和收缩兼容。经过多年的冷落，玻璃突然变得非常有吸引力。事实上，台积电和三星都在研究玻璃基板，整个行业都开始用玻璃进行设计，在不破裂的情况下处理它，并对其进行检查。

与此同时，高度重视建立生态系统和扩大其工艺产品。这个生态系统至关重要。芯片行业非常复杂和多样化，没有一家公司可以包办所有事情。未来的问题是这些生态系统到底有多完整，特别是如果流程数量继续增长的话。例如，EDA 供应商是必不可少的推动者，任何流程或封装方法要想成功，设计团队都需要自动化。但是流程和封装选项越多，EDA 供应商就越难以支持每一个渐进式更改或改进，并且公告和交付之间的滞后时间可能会更长。

先进封装芯片清洗

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。

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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