摘要-2.5D和3D综合电路(IC)是传统2D SOC的自然演变。2.5D和3D集成是在插头或堆栈中组装预先制造的芯片的过程。此过程会损坏芯片或导致连接故障。因此,芯片后测试的重要性。IEEE STD 1838(TM)-2019(IEEE 1838)设计的设计(DFT)标准定义了用于访问chiplet上DFT功能的强制性和可选结构。兼容的chiplet形成了一个DFT网络,攻击者可以利用该网络来违反在串行路径上传递的消息的机密性或完整性。在这项工作中,我们将消息完整性验证系统与扫描加密机制相结合,以保护IEEE 1838符合DFT实施的扫描链。扫描加密可防止未经授权的参与者将有意义的数据写入扫描链中。消息完整性验证使可检测到的不信任来源的消息。结合使用,两个安全性基原始人都保护了扫描链免受堆栈中恶意芯片的影响,基于扫描的攻击和蛮力攻击。拟议的解决方案在典型的DFT实施的设计中导致的设计少于1%的面积开销,由超过500万门组成,测试时间开销少于1%。索引术语-3DIC,chiplet,可测试性设计(DFT),硬件安全性,信任根
摘要 — 平面双面冷却功率模块因其体积小、散热性能好、封装寄生电感低等特点,在电力驱动逆变器中逐渐流行起来。然而,由于功率模块的器件芯片和两个基板之间采用刚性互连,其可靠性仍令人担忧。本文介绍了一种由低温烧结银制成的多孔中介层,以降低模块中的热机械应力。设计、制造并表征了一种由两个 1200 V、149 A SiC MOSFET 组成的双面冷却半桥模块。通过使用烧结银中介层代替实心铜中介层,我们的模拟结果表明,在总功率损耗为 200 W 时,最脆弱界面(中介层附着层)的热机械应力降低了 42%,SiC MOSFET 的热机械应力降低了 50%,而结温仅上升了 3.6%。烧结银中介层可轻松制成所需尺寸,无需后续加工,也无需进行任何表面处理,即可通过银烧结进行芯片粘合和基板互连。多孔中介层在低力或低压力下也可变形,这有助于适应平面模块结构中的芯片厚度和/或基板间间隙变化,从而简化模块制造。对制造的 SiC 模块电气性能的实验结果验证了使用多孔银中介层制造平面双面冷却电源模块的成功性。
摘要在这项研究中,研究了用于chiplets的高密度有机杂交底物异质整合。重点放在与互连层的杂种底物的设计,材料,过程,制造和表征上。进行了非线性有限元分析,以显示填充有互连层导电糊的VIA处的应力状态。关键词chiplets,异源整合,杂交底物,互连层,扇出面板级芯片last I.对2.1D IC积分的简介,具有细金属线宽度(L)和间距(S)的薄膜层(无芯底物)在堆积包装基板的顶层上制造,并成为混合基板[1-5]。在这种情况下,杂交底物的屈服损失,尤其是精细的金属L/S无烷基底物很难控制,并且可能非常大。为2.3D IC积分,精细的金属L/S底物(或插头)和堆积包底物是分别制造的[6-15]。之后,细金属L/S底物和堆积封装基板通过焊接接头互连为混合基板,并通过底漆增强。在这种情况下,杂交底物的屈服损失,尤其是精细的金属L/S无烷基底物更易于控制和较小。在这项研究中,精细的金属L/S底物和堆积封装基板或高密度互连(HDI)也被单独制造,然后通过互连层组合。这与2.3d IC集成非常相似,除了焊接接头和底部填充,被取消,这些焊接被互连层取代。互连层约为60μm,由填充有导电糊的预处理和VIA(底部为100μm直径为100μm,直径为80μm),并且处于β级。精细的金属L/S无烷基基材(37μm厚度)是由PID(可令人刺激的介电),LDI(激光直接成像)和PVD(物理蒸气沉积),Photoresist和LDI,LDI,LDI,
d v a n c e d p a c k a g i n g i s experiencing rapid growth due to the demand for high- performance computing in artificial intelligence (AI) applications and the automotive industry.鉴于对AI系统的需求很高,Foundry Leader TSMC报告说,它的目标是在2025年至2026年之前平衡供求,并希望2025年2025年能够为其在雪花上覆盖的芯片(cowos®®)技术的芯片上每月启动60,000个晶圆剂[1]。近年来,3D技术的进步包括死对,薄薄的晶圆,晶圆片和靠近垫层的架构。这些进步需要新的工艺技术和过程设备才能生产出高收率的3D功能。这些后端设备是在300mm晶片上制造的,所需的低缺陷水平以前仅限于前端过程。因此,新工具集需要具有低赤字才能获得高收益率,同时提供低廉的所有权。对3D的强烈需求已推动了超过2024年耗资50亿美元的高级包装的资本支出,并且随着对AI的需求驱动Advance Advance Advancing Forward的需求,该数字应在2025年继续增长。将芯片堆叠在2.5/3D包装中时,如图1所示,可以采用几种技术来连接设备,包括颠簸,微型颠簸,支柱,通过硅VIA(TSVS)和混合键合。这些可以直接连接到基板(3D)上的模具,或使用插入器(2.5D),例如玻璃,硅,印刷电路板(PCB)或有机。支持过程包括光刻和沉积(等离子体,溅射,电化学)。为创建设备而实施的湿过程,然后将它们连接到3D体系结构中,包括旋转涂料,开发,蚀刻,光线器,临时粘结材料去除和清洁。
[1] T. Yilmaz 和 OB Akan,“60 GHz 消费类无线通信的最新进展和研究挑战”,IEEE 消费电子学报,第 62 卷,第 3 期,2016 年。[2] RC Daniels 和 RW Heath,“60 GHz 无线通信:新兴要求和设计建议”,IEEE 车辆技术杂志,第 2 卷,第 3 期,第 41-50 页,2007 年。[3] YP Zhang 和 D. Liu,“用于无线通信的高度集成毫米波设备的片上天线和封装天线解决方案”,IEEE 天线与传播学报,第 57 卷,第 3 期,2016 年。 10,第 2830-2841 页,2009 年 10 月。[4] MK Hedayati 等人,“5G 通信系统中片上天线设计以及与纳米级 CMOS 中 RF 接收器前端电路集成的挑战”,IEEE Access,第 7 卷,第 43190-43204 页,2019 年。[5] TH Jang、YH Han、J. Kim 和 CS Park,“具有非对称插入的 60 GHz 宽带低剖面圆极化贴片天线”,IEEE 天线与无线传播快报,第 19 卷,第 1 期,2011 年。 1,第 44-48 页,2020 年 1 月。[6] A. Jaiswal、MP Abegaonkar 和 SK Koul,“60 GHz 高效宽带凹陷接地微带贴片天线”,IEEE 天线与传播学报,第 67 卷,第 1 期,2020 年 1 月。 4,第 2280-2288 页,2019 年 4 月。[7] J. Zhu、Y. Yang、C. Chu、S. Li、S. Liao 和 Q. Xue,“采用低温共烧陶瓷 (LTCC) 技术的 60 GHz 高增益平面孔径天线”,2019 年 IEEE MTT-S 国际无线研讨会 (IWS),中国广州,第 1-3 页,2019 年。[8] MV Pelegrini 等人,“基于金属纳米线膜 (MnM) 的中介层用于毫米波应用”,第 11 届欧洲微波集成电路会议 (EuMIC),伦敦,2016 年,第 532-535 页,2016 年。
摘要 玻璃可用作面板和/或晶圆级封装的核心基板,以实现日益复杂的封装中芯片和集成无源器件的异构集成。玻璃具有众多优势:玻璃的硬度 (i) 允许制造高精度的堆积层。这些堆积层在尺寸为 50mm x 50mm 及以上的大型芯片上可实现 1 m 及以下的制造精度,这是封装天线 (AiP) 应用和高性能计算 (HPC) 所需的。可以制造具有调整的热膨胀 (CTE) (ii) 的特殊玻璃,可以调整为硅或具有更大的热膨胀,以允许具有环氧树脂模具和金属化堆积层的封装在制造或运行期间承受高热负荷。玻璃还可以通过非常好的介电性能进行优化 (iii),并可用于封装天线。但最重要的是,经济的玻璃结构技术 (iv) 非常重要,它可以在玻璃面板中提供数百万个通孔和数千个切口,并且正在开发中。 SCHOTT 结构化玻璃产品组合 FLEXINITY ® 及其相关技术为先进封装所需的高度复杂的结构化玻璃基板提供了极好的起点。玻璃面板封装大规模商业化的最大障碍是整个工艺链的工业准备。这是将玻璃面板封装引入 IC 封装、RF-MEMS 封装和医疗诊断等应用所必需的,或者与扇出切口结合,嵌入有源和无源元件。此外,具有良好附着力、优异电气性能和高几何精度的玻璃金属化工艺是重要的一步。在当前的手稿中,我们回顾了现状并讨论了我们为实现面板和晶圆级封装中玻璃的工业准备所做的贡献。关键词玻璃中介层、玻璃封装、异质集成、面板级封装、玻璃通孔、晶圆级封装。
高级LSI包装的最新趋势:纺织品科学和技术纤维纤维创新培养基的应用简介,新生大学,3-15-1 TOKIDA,UEDA,NAGANO 386-8567,日本 *ueno-t@shinshu-t@shinshu-u.ac.jp for for for for for for hy for高lse ands for高lsi,2D软件包也称为MCM(多芯片模块),Fowlp(扇出晶圆级包装),该包装已应用于智能手机,2.5D包装,使用硅芯片作为插入器,芯片嵌入式包装,以补偿2D和2.5D包装的缺点,以及最近引起了重大关注的3D包装。虽然通过缩小关键特征大小和扩展规则来提高性能变得越来越困难,但提议的chiplet概念使软件包技术在进一步提高LSIS的性能方面发挥了作用。关键字:MCM(多芯片模块),FOWLP(扇出晶圆级包装),2.5D包装,芯片嵌入式包装,3D包装,chiplets,chiplets,光敏材料1。引言数字化协会通过增强LSI(大规模集成)性能的大大提高。此外,数据科学的增长,数据通信的扩展,人工智能(人工智能),物联网(物联网),绿色技术,自动驾驶将需要更高的绩效计算机。这些对支持上述技术的更高绩效LSI的需求正在继续。LSI通过在LSI芯片和缩放定律中的关键特征大小的收缩来提高性能的历史。目前,每芯片晶体管的数量超过100亿,接近1000亿。这是通过图案大小收缩光刻技术实现的,而且努力正在继续。但是,据说所谓的摩尔定律通过增加组件密度来降低成本,从而开始放慢速度。较小特征大小的光刻的持续发展变得越来越昂贵,并且通过增加的最先进设备的成本(例如EUV曝光工具),复杂的过程,诸如多模式的过程以及新晶体管结构的复杂性(例如Fin Finfet)(Fin Field-field-
摘要 本研究开发了用于三维集成电路 (3D-IC) 的背面埋入金属 (BBM) 层技术。该技术在每个芯片背面的大片空白区域引入用于全局电源布线的 BBM 层,并与芯片正面布线并联。电源 (V DD ) 和地 (V SS ) 线的电阻因此而降低。此外,由于 BBM 结构埋入 Si 衬底中并具有金属-绝缘体-硅结构,因此可充当去耦电容。因此,引入 BBM 层可以降低电源传输网络的阻抗。3D-IC 的 BBM 层制造工艺简单,并且与后通孔硅通孔 (TSV) 工艺兼容。利用该工艺可以在 CMOS 芯片(厚度:43 µm)背面埋入由电镀 Cu(厚度:约 10 µm)组成的 BBM 层,并通过直径 9 µm 的 TSV 将 BBM 与芯片正面布线相连。 关键词 三维集成电路(3D-IC),背面埋入金属(BBM)层,硅通孔(TSV),供电网络 I. 引言 采用硅通孔(TSV)的三维集成电路(3D-IC)技术[1]–[5]是生产先进、高速、紧凑和高功能电子系统的有效方法。然而,堆叠多个芯片会导致电路设计的电源完整性问题。例如,由于可用于电源和地线的 TSV 数量有限,3D-IC 中的 IR 压降会增加。此外,在 3D-IC 中同时切换堆叠芯片时,会产生很大的同时切换噪声(di/dt 噪声)。这种同步开关噪声会在电源输送网络 (PDN) 中产生不可预测的电压变化,从而导致系统故障。为了解决这一电源完整性问题,不仅必须在电路板/中介层级降低 PDN 的阻抗,还必须在芯片级降低 PDN 的阻抗,并提高电源输送的可靠性。先前的研究提出了一些降低芯片级 PDN 阻抗的方法。第一种方法是加宽电源线/地线。这种方法非常简单,但由于线路资源有限,难以应用。
摘要 — 为满足对小型天线、更高性能和更低成本的需求,大多数下一代架构都要求更高的集成电路 (IC) 芯片集成度。与传统封装配置相比,2.5D 和 3D 等先进芯片封装技术提供了更高的芯片兼容性和更低的功耗。鉴于这些优势,采用先进封装是不可避免的。在先进封装中,铜柱互连是一项关键的支持技术,也是下一个合乎逻辑的步骤。该技术提供了多种优势,包括提高抗电迁移能力、提高电导率和热导率、简化凸块下金属化 (UBM) 和提高输入/输出 (I/O) 密度。铜柱允许的细间距有助于该技术取代焊料凸块技术,后者的最小间距约为 40 微米。更细的间距允许更高的 I/O 数量,从而提高性能。在本研究中,成功展示了在高密度中介层上超薄单片微波集成电路 (MMIC) 氮化镓 (GaN) 细间距铜柱倒装芯片组件的组装。使用 150 毫米间距铜柱倒装芯片,评估了有机印刷电路板 (PCB) 和硅中介层的组装工艺,并评估了化学镀镍浸金 (ENIG) 和共晶锡铅焊盘表面处理。对于 2D/2.5D/3D 组装工艺开发,使用了标准的内部拾取和放置工具,然后进行大规模焊料回流,最后进行底部填充以进行可靠性测试。互连稳健性由芯片拉力强度、助焊剂冲压调查和横截面决定。完成了 GaN 铜柱倒装芯片 2D 组装的完整可靠性和鉴定测试数据,包括 700 次温度循环和无偏高加速温度/湿度应力测试 (UHAST)。将铜柱技术添加到 GaN MMIC 芯片中,将 GaN Cu 柱技术集成到 2.5D/3D 封装技术中,并在中介层级评估 GaN Cu 柱互连可靠性都是这项工作的独特之处。
用于高频应用的具有光敏性的低 Df 聚酰亚胺 Hitoshi Araki *、Yohei Kiuchi、Akira Shimada、Hisashi Ogasawara、Masaya Jukei 和 Masao Tomikawa 东丽工业公司电子与成像材料研究实验室,3-1-2 Sonoyama,大津,滋贺 520-0842,日本 *hitoshi.araki.u8@mail.toray 我们研究了聚酰亚胺链的分子运动和极性,开发出了新型低介电常数 (Dk) 和耗散因数 (Df) 聚酰亚胺。我们发现 10-100 GHz 时的 Df 对应于 -150 至 -50 ℃ 时的分子迁移率。为了降低高频时的介电损耗 (=Df),限制低温下的分子运动非常重要。此外,减少聚酰亚胺链中的极性和柔性单元对于获得低 Dk 和 Df 的聚酰亚胺也很重要。我们利用这些知识开发了用于 RDL 的低介电损耗聚酰亚胺。结果,我们获得了新型聚酰亚胺的损耗角正切为 0.002 和介电常数为 2.7。这些聚酰亚胺可以通过正性光刻胶显影的碱性湿法蚀刻和紫外激光烧蚀法进行图案化。我们还通过混合光活性剂开发了光可定义的低损耗角正切聚酰亚胺。与传统的感光聚酰亚胺相比,新型低 Df 聚酰亚胺的微带线插入损耗更低。这些低介电损耗聚酰亚胺适用于 FO-WLP 绝缘体、中介层和其他微电子射频应用。 关键词:聚酰亚胺,低 Dk 和 Df,高频,图案化,低插入损耗 1. 简介 近年来,使用更高频率的 5G 通信技术正在不断推进,以实现高速大容量通信 [1]。此外,用于汽车防撞系统的毫米波雷达将使用超过 60 GHz 的频率 [2]。扇出型晶圆级封装 (FO- WLP) 因其封装尺寸小、制造成本低而备受半导体封装关注。高频 FO-WLP 中的再分布层 (RDL) 需要具有低介电常数 (Dk) 和耗散因数 (Df) 的绝缘体材料 [3]。特别是,采用扇出技术的封装天线 (AiP) 是 5G 时代的关键技术之一。聚四氟乙烯和液晶聚合物被称为低介电常数、低介电损耗材料。然而,这些材料在粘附性和精细图案的图案化性方面存在困难。用于 FO-WLP 再分布层的光电 BCB 介电常数低