在减小移动设备外形尺寸和增加功能集成度方面,晶圆级封装 (WLP) 是一种极具吸引力的封装解决方案,与标准球栅阵列 (BGA) 封装相比具有许多优势。随着各种扇出型 WLP (FOWLP) 的进步,与扇入型 WLP 相比,它是一种更优化、更有前景的解决方案,因为它可以在设计更多输入/输出 (I/O) 数量、多芯片、异构集成和三维 (3D) 系统级封装 (SiP) 方面提供更大的灵活性。嵌入式晶圆级球栅阵列 (eWLB) 是一种扇出型 WLP,可实现需要更小外形尺寸、出色散热和薄型封装轮廓的应用,因为它有可能以经过验证的制造能力和生产良率发展为各种配置。eWLB 是一种关键的先进封装,因为它具有更高的 I/O 密度、工艺灵活性和集成能力。它有助于在一个封装中垂直和水平地集成多个芯片,而无需使用基板。结构设计和材料选择对工艺良率和长期可靠性的影响越来越重要,因此有必要全面研究影响可靠性的关键设计因素。
随着芯片尺寸的缩小,晶圆级封装 (WLP) 正成为一种有吸引力的封装技术,与标准球栅阵列 (BGA) 封装相比具有许多优势。随着各种扇出晶圆级封装 (FOWLP) 设计的进步,这种先进技术已被证明是一种比扇入 WLP 更理想、更有前景的解决方案,因为它具有更大的设计灵活性,具有更多的输入/输出 (I/O) 和更好的热性能。此外,与倒装芯片封装相比,FOWLP 具有更短、更简单的互连,具有卓越的高频性能。eWLB(嵌入式晶圆级 BGA)是一种 FOWLP,可实现需要更小外形尺寸、出色散热和薄型封装轮廓的应用。它还可能发展成各种配置,并基于超过 8 年的大批量生产,具有经过验证的产量和制造经验。本文讨论了 eWLB 在汽车应用中的强大板级可靠性性能方面的最新进展。将回顾一项实验设计 (DOE) 研究,该研究通过实验结果证明了改进的板内温度循环 (TCoB) 性能。我们计划进行多项 DOE 研究,并准备了测试载体,变量包括焊料材料、阻焊层开口/再分布层 (RDL) 设计的铜焊盘尺寸、铜 (Cu) RDL 厚度和凸块下金属化 (UBM) 以及印刷电路板 (PCB) 上的铜焊盘设计 (NSMD、SMD)。通过这些参数研究和 TCoB 可靠性测试,测试载体通过了 1000 次温度循环 (TC)。菊花链测试载体用于在行业标准测试条件下测试 TCoB 可靠性性能。
8 三星电子有限公司三星先进技术研究所 (SAIT),韩国水原 16678 gwanlee@snu.ac.kr 摘要 (Century Gothic 11) 通过化学气相沉积 (CVD) 在具有外延关系的晶体基底(例如 c 面蓝宝石)上合成了晶圆级单晶过渡金属二硫属化物 (TMD)。由于 TMD 外延生长的基底有限,因此需要将转移过程转移到所需的基底上进行器件制造,从而导致不可避免的损坏和皱纹。在这里,我们报告了通过过渡金属薄膜的硫属化在超薄 2D 模板(石墨烯和 hBN)下方的 TMD(MoS 2 、MoSe 2 、WS 2 和 WSe 2 )的异轴(向下排列)生长。硫族元素原子通过石墨烯在硫族化过程中产生的纳米孔扩散,从而在石墨烯下方形成高度结晶和层状的TMD,其晶体取向排列整齐,厚度可控性高。生长的单晶TMD显示出与剥离TMD相当的高热导率和载流子迁移率。我们的异轴生长方法能够克服传统外延生长的衬底限制,并制造出适用于单片3D集成的4英寸单晶TMD。参考文献 [1] Kang, K. 等。具有晶圆级均匀性的高迁移率三原子厚半导体薄膜。Nature 520 , 656-660 (2015).[2] Liu, L. 等。蓝宝石上双层二硫化钼的均匀成核和外延。Nature 605 , 69-75 (2022) [3] Kim, K. S. 等人。通过几何限制实现非外延单晶二维材料生长。Nature 614 , 88-94 (2023)。
关键词:光子剥离、临时键合和解键合、薄晶圆处理、键合粘合剂 摘要 临时键合和解键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径,这对于使用 3D 硅通孔和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中,介绍了一种新颖的光子解键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统解键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来解键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔(~300 µs)内产生高强度光脉冲(高达 45 kW/cm 2 ),以促进脱粘。引言近年来,三维 (3D) 芯片技术在微电子行业中越来越重要,因为它们具有电路路径更短、性能更快、功耗和散热更低等优势 [1]。这些技术涉及异质堆叠多个减薄硅 (Si) 芯片(<100 µm)并垂直互连以形成三维集成电路 (3D-IC) [2]。在现代 3D 芯片技术中,可以使用硅通孔 (TSV) 来代替传统的引线键合技术在硅晶圆之间垂直互连。减薄晶圆使得这些 TSV 的创建更加容易 [3, 4]。为了便于处理薄硅晶圆,需要对硅晶圆进行临时键合。在临时键合工艺中,次级载体晶圆充当主器件晶圆的刚性支撑,并利用两者之间的粘合层将两个晶圆粘合在一起。晶圆粘合在一起后,即可进行背面研磨和后续背面处理。背面处理后,减薄后的晶圆和载体堆叠
2 2401 Brewer Driver,Rolla,MO 65401,美国 * 通讯作者的电子邮件:vikram.turkani@novacentrix.com 摘要 临时键合和脱键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径,这对于使用 3D 硅通孔 (TSV) 和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中,介绍了一种新颖的光子脱键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统脱键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来脱键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔(~100 µs)内产生高强度光脉冲(高达 45 kW/cm 2 )以促进脱粘。通过成功将减薄(<70 μm)硅晶圆从玻璃载体上脱粘,证明了 PDB 在 TB/DB 工艺中的可行性。对减薄晶圆和载体的脱粘后清洁进行了评估。通过每个闪光灯提供均匀、大面积照明(75 mm x 150 mm),并且能够串联灯以增加 PDB 工具的照明面积,PDB 方法为晶圆级和面板级封装技术提供了一种高通量、低成本的脱粘解决方案。关键词光子剥离、闪光灯、临时键合和脱粘、临时键合材料、晶圆级封装。
为了分析 UBM 疲劳,使用热机械有限元模拟研究了圆形衬垫界面处的载荷。由于 Hutchinson 和 Sou [15] 推断出拉伸法向载荷的界面韧性远低于剪切载荷,因此重点关注法向载荷。模拟研究了 T = -40°C 至 125°C 的温度范围。在低温下 (T = -40°C) 存在最高的拉伸法向载荷。这可以通过焊球材料在低温下蠕变减少 [16] 来解释,这会导致更高的弹性应力。此外,在低温下可以检测到焊球的倾斜。倾斜是由 PCB 和封装的 CTE 不匹配引起的。因此,拉伸法向应力位于界面朝向封装周边的一侧(见图 3)。图 3 中的色标直观地显示了拉伸和压缩应力的定性分布。这些模拟结果与分层实验结果相一致(见图 1):在焊盘的相同外部区域也发现了分层。
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。
1. 莱斯大学电气与计算机工程系,美国德克萨斯州休斯顿 77005 2. 莱斯大学应用物理项目,美国德克萨斯州休斯顿 77005 3. 莱斯大学生物工程系,美国德克萨斯州休斯顿 77005 4. 贝勒医学院神经科学系,美国德克萨斯州休斯顿 77030 摘要
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我们报告了一种通用方法,用于提高软烤 BCB 键合堆栈中键合后晶圆对准精度和 BCB 厚度均匀性。该方法基于新型 BCB 微柱,在键合过程中充当锚点。锚点结构成为键合界面的自然组成部分,因此对键合堆栈的光学、电气和机械性能的干扰最小。我们研究了固定锚点密度和各种锚点高度与粘合剂 BCB 厚度的关系,这些性能也不同。我们证明了对准精度可以提高大约一个数量级,并且该工具可以接近基本的键合前对准精度。我们还证明了该技术对 2 – 16 μ m 的大范围 BCB 厚度都有效。此外,我们观察到,对于 8 – 16 μ m 范围内的 BCB 厚度,厚度不均匀性降低了 2 – 3 倍。