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2024 年混合键合专利格局
通过专利分析，我们描述了知识产权参与者的地位，揭示了他们加强知识产权组合的策略，强调了他们限制其他公司的专利活动和自由实施的能力，识别有前途的新参与者，并预测了未来的知识产权领导者。知识产权竞争分析应反映具有进入和发展先进半导体封装市场业务的战略的参与者的愿景。在本报告中，我们全面概述了竞争激烈的知识产权格局和与混合键合技术相关的最新技术发展。该报告涵盖了专利申请、专利权人、申请国家、专利技术和目标应用方面的知识产权动态和主要趋势。它还确定了知识产权领导者和最活跃的专利申请人，并揭示了该领域不为人知的公司和新参与者。
金球键合金属间覆盖率测量
热超声键合过程中，金球和铝合金金属化层之间的焊接是通过界面处金和铝的固态混合以及金铝金属间相的形成而发生的。由该金属间相组成的总键合面积的比例通常称为金属间覆盖率，缩写为 IMC。超声波对于通过摩擦形成 IMC 至关重要 [1-3]，但在整个界面上并不均匀，开始时是离散的岛状物，在超声波的作用下生长，最终将球锚定在铝金属化层上。如果优化了键合参数，大部分界面面积（多达 70-80%）应由 IMC 组成。在拉力测试期间，金-铝界面保持机械强度所需的最小 IMC 量只需略大于导线的横截面积。但是，如果界面大面积未键合，空气、空气中的污染物和环氧模塑料就会渗入球底，从而导致后续组装步骤中发生氧化和腐蚀反应。因此，最大化 IMC 是优化球键合工艺的重要部分。IMC 的测量通常是通过使用不会侵蚀金属间化合物或金的 KOH 溶液溶解 Al 键合垫 [4] 并观察球底面来完成的。确定形成坚固球键合所需的 IMC 的精确量并不是一门精确的科学，但经验准则是，真正键合球面积的 70% 应由 Au-Al 金属间化合物组成。有两种常用方法可用于查看和记录金球底面图像中的金属间化合物覆盖率，以便随后使用图像分析软件进行测量。第一种是使用光学显微镜 (LM)，第二种是使用扫描电子显微镜 (SEM)。SEM 要求将样品镀金，并放置在 SEM 腔中，然后抽真空并进行检查，而 LM 不需要特殊且耗时的样品制备，被认为比 SEM 更快、更容易。但是，每种方法都有其优点，并且需要了解某些因素，尤其是 LM，才能正确测量 IMC。光学显微镜可以使用不同的照明模式，与 SEM 不同，在显微镜和照明下对样品进行对准可能会使 IMC 的识别和测量变得复杂，并且很容易导致错误的测量。但是，虽然覆盖率的光学评估更快，但也更难以解释。在半导体封装的组装工程鉴定中，由于耗时较少，因此似乎更倾向于采用光学评估金属间覆盖率。在新封装鉴定的组装工程阶段，可能需要通过 SEM 测量 IMC 来获得详细信息。但是，在大规模生产过程中，光学测量可能更合适，因为它们耗时较少。本文的目的是提供
芯片到晶圆 (d2w) 键合解决方案
直接键合技术不断发展，以应对“更多摩尔”和“超越摩尔”的挑战。自 20 世纪 90 年代绝缘体上硅 (SOI) 技术的出现以来，CEA-Leti 已在直接键合方面积累了丰富的专业知识。从那时起，CEA-Leti 团队一直在积极创新直接键合，以拓宽应用领域。该技术基于室温下两个紧密接触的表面之间的内聚力。然后，范德华力（氢键）和毛细桥产生所需的粘附能。键合后退火将弱键转变为共价键，最终形成一块材料。随着混合键合的出现，直接键合现在不仅解决了基板制造问题，还解决了 3D 互连领域的问题。本文介绍了 CEA-Leti 开发的不同直接键合技术及其在微电子行业和研发中的应用。在文章的第一部分，简明扼要地介绍了直接键合物理学。然后，概述了最先进的键合技术，包括晶圆对晶圆 (WTW) 混合键合、芯片对晶圆 (DTW) 混合键合和 III-V 异质键合。针对合适的应用领域，比较了每种技术的优势、挑战、应用和利害关系。第三部分重点介绍 CEA-Leti 在 ECTC 2022 和 ESTC 2022 上展示的最新混合键合 D2W 结果。讨论了集成挑战以及专用设备开发的作用。最后一部分介绍了潜在的市场和相关产品，并以具有硅通孔 (TSV) 和多层堆叠的芯片为例。
钯涂层铜线的针脚键合工艺 - UWSpace
成本降低是近期从占主导地位的金线键合向铜线键合转变的主要驱动力。封装成本的其他降低来自基板和引线框架的新发展，例如，QFP 和 QFN 的预镀框架 (PPF) 和 uPPF 降低了电镀和材料成本。但是，由于表面粗糙和镀层厚度薄，某些新型引线框架上的二次键合（针脚键合）可能更具挑战性。最近引入了钯涂层铜 (PCC) 线来改进裸铜线的引线键合工艺，主要是为了提高可靠性和增强针脚键合工艺。需要进行更多的基础研究来了解键合参数和键合工具对改善针脚键合性的影响。本研究调查了直径为 0.7 mil 的 PCC 线在镀金/镍/钯的四方扁平无引线 (QFN) PPF 基板上的针脚键合工艺。使用两种具有相同几何形状但不同表面光洁度的毛细管来研究毛细管表面光洁度对针脚式键合工艺的影响。这两种毛细管类型分别为常用于金线键合的抛光表面光洁度类型和表面光洁度更粗糙的颗粒光洁度毛细管。比较了无引线粘贴 (NSOL) 和短尾之间的工艺窗口。研究了键合力和表层剪切波幅度等工艺参数的影响。工艺窗口测试结果表明，颗粒毛细管具有较大的工艺窗口，出现短尾的可能性较低。结果表明，较高的剪切波幅度可增加成功填充针脚式键合的机会。为了进一步比较毛细管表面光洁度，测试了 3 组具有不同键合力和剪切波幅度的参数设置。对于所有三组测试的毛细管，粒状毛细管的粘合强度质量更好。与抛光型相比，粒状毛细管的针脚拉力强度更高。开发了该过程的有限元模型 (FEM)，以更好地理解实验观察结果。从模型中提取了导线和基底界面处导线的表面膨胀量（塑性变形），并将其归因于粘合程度。该模型用于证实不同表面光洁度下粘合的实验观察结果。
高精度电子器件的键合加工与三维集成
自20世纪60年代初半导体探测器问世以来，半导体一直被用于测量空间带电粒子。经过几十年的不懈努力，半导体探测技术得到了很大的发展[1]。硅正-本征-负（PIN）探测器因反向漏电流小、环境适应性强、稳定性高而成为辐射探测研究的热点[2-4]。PIN探测器是一种包括一层P型半导体、一层N型半导体以及二者之间的本征半导体（I层）的结构。I层的存在可以形成较大的耗尽区，增加粒子注入的概率，从而提高探测器的能量分辨率。由于PIN辐射探测器势垒层较厚、阻抗系数较大，因此可以获得较低的暗电流、较高的响应度，易于与焦平面阵列电路匹配。此外，该器件结构可以通过调节本征层厚度来提高量子效率[5,6]和响应速度。卫星用∆EE望远镜一般采用印刷电路板（PCB）和两个独立的薄、厚Si-Pin探测器封装而成[7]。∆EE望远镜广泛应用于重离子探测与跟踪、高γ短程粒子探测、X射线探测等。核粒子进入∆EE望远镜后，首先与薄探测器相互作用而损失能量（∆E），然后与厚探测器相互作用而损失剩余能量（E-∆E）。由于∆E与粒子质量成正比，与E成反比，由此可知粒子的性质。为使∆EE探测器中进入的高能粒子能量损失最小，对薄探测器的厚度有一定的要求（小于或等于100μm），但由于Si材料的材料特性，考虑到厚度较小的探测器易受到机械冲击，探测器装置更容易损坏。而且，两个独立的探测器也不符合小型化、高精度化的发展趋势。
纳米、微米和宏观晶圆键合技术
本文概述了用于实现纳米、微米和宏观系统以及系统集成的最常见晶圆键合技术。首先，讨论了晶圆键合应用的一般方面。然后是对不同晶圆键合工艺的技术描述，因为不同的键合应用需要与工艺集成和应键合的晶圆上的实际表面层相关的不同工艺。最后，在概述表中显示了优点和缺点以及技术和应用方面，对所述键合工艺进行了系统化和详细的比较。本概述应有助于为晶圆级键合和其他应用选择最合适的工艺。
倒装芯片芯片到晶圆键合回顾
在本文中，我们考虑了对于 D2W 键合，封装集成商可以使用几种键合技术，从焊球到底部填充 TCB 和混合键合。讨论了各种特定的应用差距和技术载体，以强调 HVM 的采用目前还不是交钥匙工程，而与一直占主导地位的成熟引线键合相比，该技术似乎非常年轻。由于特定外形封装尺寸或设备应用对性能的要求很高，代工封装公司或使用内部封装工艺的大型半导体制造商，因此采用年轻的技术需要仔细规划，以解决潜在的差距和障碍，以实现具有成本效益、高产量和可扩展的技术。I/O 密度将受到关键因素的限制，例如键合对准精度、焊盘或凸块尺寸和金属界面、晶圆或载体晶圆形状/翘曲、如果采用了 CMP 技术，界面均匀性、退火和 DT 限制、底部填充特性、凸块金属选择、应力诱导裂纹形成；必须谨慎处理此处未考虑的其他差距和风险，以确保
动态共价化学：探索可逆键合及其应用
动态共价键是通过可逆反应形成的，这意味着可以通过改变反应条件（例如温度、pH 值或浓度）来改变反应物和产物之间的平衡。可逆共价键的例子包括亚胺键、二硫键和硼酸酯键。这些键允许创建能够适应和响应外部刺激的材料，从而产生新的特性和功能。三聚体分子通常由于单体单元之间形成额外的化学键而表现出更高的化学稳定性。三聚体分子可以采用特定的结构排列，例如线性、环状或支链构型，具体取决于单体的几何形状和三聚化过程的性质。三聚化用于合成生物活性化合物和药物中间体。与单体相比，三聚体分子可能表现出增强的药理特性。三聚反应有助于生产具有定制特性和功能的高分子量聚合物。三聚体单体