玻璃誘導(dǎo)刻蝕法如下:
1)?使用皮秒激光在玻璃上產(chǎn)生變性區(qū)域;2)將激光處理過(guò)的玻璃放在氫氟酸溶液中進(jìn)行刻蝕。
1.2玻璃穿孔填孔技術(shù)
類似硅通孔的金屬填充方案也可以應(yīng)用在TGV上。
另外一個(gè)將TGV填實(shí)的方案是將金屬導(dǎo)電膠進(jìn)行TGV填實(shí)。利用金屬導(dǎo)電膠的優(yōu)點(diǎn)是固化后導(dǎo)電通孔的熱膨脹系數(shù)可以調(diào)節(jié),使其接近基材,避免了因CTE不匹配造成的失效。
???????除了TGV電鍍填實(shí)外,TGV也可以采用通孔內(nèi)電鍍薄層方案實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接。
? ?1.3玻璃通孔高密度布線
? ? ? ?線路轉(zhuǎn)移(CTT)和光敏介質(zhì)嵌入法,是比較常用的方式。CTT主要包括兩個(gè)過(guò)程。一是精細(xì)RDL線預(yù)制,每一RDL層可以在可移動(dòng)載體上單獨(dú)制造一層薄導(dǎo)電層,并在轉(zhuǎn)移到基板上之前測(cè)試或檢查細(xì)線成品率。精細(xì)線路的形成采用細(xì)線光刻和電解鍍銅的方法,并且以薄銅箔作為鍍層的種子層。工藝流程如下:
第二步就是將RDL層集成到基板上。RDL層被制造出來(lái)后,他們?cè)偈褂脽釅汉系耐瑫r(shí)被轉(zhuǎn)移到核心層的兩邊。步驟如下:
? ? ?PTE工藝可分為兩個(gè)不同的步驟,一是在光敏介質(zhì)層總形成精細(xì)的溝槽;二是金屬化,包括種子層沉積、電鍍和表面除銅。工藝流程如下:
2、?國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2011年,瑞士的微納系統(tǒng)研究部提出了如下圖所示的基于TSV技術(shù)圓片級(jí)真空封裝方案。該方案由TSV封帽與器件層兩部分構(gòu)成,TSV封帽垂直導(dǎo)通柱是填充在硅通孔中的銅柱。器件層上制作有金錫電極與銅柱相連,從而把電信號(hào)從空腔內(nèi)部的引到空腔外部,最后通過(guò)硅-硅直接鍵合實(shí)現(xiàn)密封。該方案氣密性很好,但是TSV封帽制作工藝復(fù)雜,熱應(yīng)力大(銅柱與硅熱失配大),且硅硅鍵合對(duì)鍵合表面要求質(zhì)量很高,一般加工過(guò)的硅片很難達(dá)到此要求。
? ? ? ?2013年,新加坡微電子學(xué)院提出如下圖所示基于TSV技術(shù)的圓片級(jí)真空封裝方案。該方案由TSV封帽、硅器件層組成,TSV封帽也是由硅通孔里的銅柱做垂直導(dǎo)通柱,硅器件層上制作有射頻結(jié)構(gòu)及金屬電極,最后使用AuSn焊料鍵合實(shí)現(xiàn)氣密封裝。此方案雖然也存在TSV封帽制作工藝復(fù)雜,熱應(yīng)力大的問(wèn)題,但采用焊料鍵合方式封裝,盡管犧牲一定的密封性,但大大降低對(duì)TSV鍵合表面質(zhì)量的要求,其工業(yè)應(yīng)用范圍更廣。
? ? ? ?從以上兩個(gè)TSV例子可以看出,TSV存在工藝復(fù)雜,熱應(yīng)力過(guò)大的缺點(diǎn)。為解決這些問(wèn)題,更好實(shí)現(xiàn)真空封裝,又提出了TGV技術(shù)。2008年,美國(guó)Michigan大學(xué)提出了的一種基于常規(guī)工藝TGV技術(shù)的圓片級(jí)真空封裝方案,如下圖所示。該方案由封帽,器件層以及基于常規(guī)工藝TGV技術(shù)襯底三部分構(gòu)成。封帽可以為硅或玻璃,制作有空腔;器件層是硅結(jié)構(gòu)層。
基于常規(guī)工藝TGV技術(shù)襯底是在玻璃片上制作電極和通孔,通孔表面沉積有金屬層,有的通孔填充焊錫球,用以形成垂直導(dǎo)通柱,把電信號(hào)由密封腔中引出。最后通過(guò)陽(yáng)極鍵合把器件層與TGV襯底鍵合在一起,形成密封。該方案優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)陽(yáng)極鍵合形成密封,陽(yáng)極鍵合密封性好、熱失配小、污染小且一般硅片能達(dá)到陽(yáng)極鍵合對(duì)表面質(zhì)量的要求。
2010年,挪威的Sensonor Technologies AS提出了結(jié)構(gòu)如下圖所示的一種基于玻璃回流TGV技術(shù)圓片級(jí)真空封裝方案封裝蝶翼式硅微陀螺。為減少結(jié)構(gòu)應(yīng)力,提高陀螺儀靈敏度,采用三層對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),上下兩層均為TGV襯底,中間夾硅結(jié)構(gòu)層?;诓AЩ亓鱐GV襯底,是通過(guò)高溫玻璃回流,然后雙面CMP加工制成的。
TGV襯底垂直導(dǎo)通柱即為由回流玻璃隔離出來(lái)的硅柱,襯底上不制作金屬電極,直接用硅做電極。硅結(jié)構(gòu)層采用Silicon-on-Insulator (SOI)材料和干法刻蝕制作而成,空腔制作在硅可動(dòng)結(jié)構(gòu)層上,通過(guò)硅-玻璃將三者陽(yáng)極鍵合在一起,分別有兩次,形成密封環(huán)境。該封裝方案優(yōu)勢(shì)凸出,不僅封裝應(yīng)力低,而且TGV襯底工藝簡(jiǎn)單,密封性好,熱適配小,寄生電容小。
2013年,韓國(guó)Dankook大學(xué)開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)如圖所示的TGV技術(shù)圓片級(jí)真空封裝方案。該方案包括玻璃封帽、CPW器件層以及TGV襯底,腔體制作在玻璃封帽上。其TGV襯底與眾不同,先后采用玻璃回流工藝與電鍍銅工藝制作。簡(jiǎn)而言之,為先利用玻璃回流工藝制作硅導(dǎo)通柱,然后去除硅導(dǎo)通柱,用電鍍銅作導(dǎo)通柱。CPW器件層制作在襯底密封環(huán)范圍內(nèi),最后封帽與襯底通過(guò)硅-玻璃陽(yáng)極鍵合形成密封腔,并制作外部的金屬焊盤完成引線及封裝。該方案電學(xué)性能優(yōu)良,但工藝復(fù)雜。
2009年,上海微系統(tǒng)所提出了一種結(jié)構(gòu)如圖所示基于TSV技術(shù)的圓片級(jí)真空封裝方案。該方案由TSV封帽與硅襯底兩部分組成:TSV封帽采用濕法和干法刻蝕出通孔,通孔中填充銅作為導(dǎo)通柱,導(dǎo)通柱與硅通過(guò)隔離層隔離,腔體制作在TSV封帽上。硅襯底上制作有結(jié)構(gòu),通過(guò)Cu-Sn焊料鍵合與TSV封帽實(shí)現(xiàn)密封封裝。該方案簡(jiǎn)單易行,但焊料鍵合用在圓片級(jí)真空封裝上會(huì)顯得鍵合密封性不夠,污染過(guò)大。
2012年,北京大學(xué)提出了結(jié)構(gòu)如圖所示一種基于常規(guī)工藝TGV技術(shù)的圓片級(jí)真空封裝方案。該方案是典型的三明治式架構(gòu),由玻璃封帽、硅可動(dòng)結(jié)構(gòu)層、TGV襯底三層組成。硅可動(dòng)結(jié)構(gòu)采用干法刻蝕出可動(dòng)結(jié)構(gòu);基于常規(guī)工藝TGV襯底采用濕法腐蝕出通孔與金屬沉積導(dǎo)通柱等工藝制作而成;空腔制作在封帽上,空腔頂部沉積有吸氣劑,保持腔體真空度。最后玻璃封帽、硅可動(dòng)結(jié)構(gòu)層、TGV襯底通過(guò)兩次硅-玻璃陽(yáng)極鍵合封裝在一起。
3、?TGV技術(shù)的應(yīng)用
? 3.1玻璃基板的三維集成無(wú)源元件
玻璃基板具有優(yōu)異的高頻電學(xué)性能,因此被廣泛的應(yīng)用于集成無(wú)源器件(IPD)之中。2010年,喬治亞理工的封裝中心率先完成了基于TGV的濾波器設(shè)計(jì)與制造,并與相同的硅基電感對(duì)比,展現(xiàn)了更好的電學(xué)特性。2017年,日月光集團(tuán)在玻璃基板上實(shí)現(xiàn)了面板級(jí)的IPD制作工藝。該方案板材翹曲可控制在1mm以內(nèi),并且無(wú)明顯結(jié)構(gòu)剝落分層現(xiàn)象。
? ? ?玻璃通孔還可以在玻璃上制作空腔,進(jìn)而為芯片的封裝提供一種嵌入式玻璃扇出(eGFO)的新方案。2017年喬治亞理工率先實(shí)現(xiàn)了用于高I/O密度和高頻多芯片集成的玻璃面板扇出封裝。該技術(shù)在70um厚、大小為300mm*300mm的玻璃面板上完成了26個(gè)芯片的扇出封裝,并有效的控制芯片的偏移和翹曲。2020年云天半導(dǎo)體采用嵌入式玻璃扇出技術(shù)開(kāi)了77GHz汽車?yán)走_(dá)芯片的封裝,并在此基礎(chǔ)上提出了一種高性能的天線封裝(AiP)方案。工藝流程如圖所示:
在厚度為180um的玻璃晶片中,先采用激光誘導(dǎo)玻璃變性和化學(xué)腐蝕工藝形成玻璃空腔,然后將175um高的芯片放入玻璃空腔總。通過(guò)復(fù)合材料將芯片和玻璃之間的縫隙填壓而不產(chǎn)生空隙,同時(shí)保護(hù)芯片的背面。對(duì)晶圓的頂面進(jìn)行剝離,形成銅RDL,最后進(jìn)行后續(xù)線路制作、球柵陣列(BGA)制作以及晶圓切片。
? 3.3基于玻璃通孔的MEMS封裝
???? 2013年,LEE等利用玻璃穿孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)射頻MEMS器件的晶圓級(jí)封裝,采用電鍍方案實(shí)現(xiàn)通孔的完全填充,通過(guò)該方案制作的射頻MEMS器件在20GHz時(shí)具有0.197dB的低插入損耗和20.032dB的高返回?fù)p耗。2018年,LAAKSO等創(chuàng)造性地使用磁輔助組裝的方式來(lái)填充玻璃通孔,并用于MEMS器件的封裝中。
? ? ??3.4基于TGV的集成天線
? ? ? 廈門大學(xué)的張淼創(chuàng)造性的引入TGV加工波導(dǎo)縫隙天線。首先采用激光誘導(dǎo)刻蝕制備波導(dǎo)縫隙陣列天線玻璃襯底,通過(guò)激光在玻璃上誘導(dǎo)產(chǎn)生連續(xù)性的變性區(qū),后將變性后的玻璃在稀釋氫氟酸總進(jìn)行刻蝕,由于激光作用處的玻璃氫氟酸中刻蝕速率較快,所以玻璃會(huì)成塊脫落從而形成目標(biāo)通孔結(jié)構(gòu)。最終刻蝕后的玻璃穿孔精度為±5μm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)加工的精度。其次,采用物理氣相沉積對(duì)每層波導(dǎo)縫隙陣列天線玻璃襯底濺射銅層,經(jīng)過(guò)氧等離子體清洗以徹底清除焊盤表面的有機(jī)物等顆粒,并使晶圓表面產(chǎn)生一定的粗糙度,為種子層的良好附著創(chuàng)造條件。清洗后的晶圓在烤箱150℃下烘烤60min徹底去除水汽。然后在磁控濺射設(shè)備中,晶圓表面濺射一層厚度約為5μm的銅層。最后,采用技術(shù)焊料鍵合技術(shù)將5片晶圓鍵合。用刮刀以及絲網(wǎng)將10μm厚度的錫焊料印刷到晶圓表面,然后在鍵合機(jī)的真空腔室中以240℃的溫度加熱,以40N的壓力壓合5min使焊料融化或相互擴(kuò)散以達(dá)到鍵合的目的。工藝流程度如圖:
? ?3.5多層玻璃基板
? ? ? 2018年IWAI等使用導(dǎo)電膠填充玻璃通孔,從而實(shí)現(xiàn)多層玻璃基板堆疊,在回流過(guò)程中,通過(guò)該方案制作的多層玻璃基板的翹曲比傳統(tǒng)有機(jī)基板要小,通過(guò)該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高密度布線,同時(shí)具有較高的可靠性。2019年,IWAI等在多層玻璃基板的技術(shù)基礎(chǔ)上,完成了一個(gè)多芯片封裝的結(jié)構(gòu)。其工藝流程如圖:
五、目前主要廠商的先進(jìn)封裝進(jìn)展
目前,國(guó)內(nèi)外主要的代工廠和封測(cè)廠都有布局相應(yīng)的先進(jìn)封裝產(chǎn)能,國(guó)外的代工廠和封測(cè)廠在技術(shù)實(shí)力上處于領(lǐng)先地位,在2.5D/3D先進(jìn)封裝的細(xì)分領(lǐng)域,在TSV工藝上,臺(tái)積電和英特爾處于領(lǐng)先地位,在TGV工藝上,領(lǐng)先的是康寧和德國(guó)LPTK。國(guó)內(nèi)的封測(cè)廠商如長(zhǎng)電、華天、通富微都有相關(guān)技術(shù)的研究?jī)?chǔ)備。半導(dǎo)體各細(xì)分子行業(yè)中,國(guó)內(nèi)企業(yè)在封測(cè)領(lǐng)域與國(guó)際巨頭的差距相對(duì)較小,同時(shí),國(guó)內(nèi)新建的晶圓廠逐漸進(jìn)入量產(chǎn)階段,產(chǎn)能較大幅度地提升將成為國(guó)內(nèi)封測(cè)企業(yè)步入快速發(fā)展通道的有效驅(qū)動(dòng)力,從國(guó)內(nèi)幾家領(lǐng)先封測(cè)企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)來(lái)看,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)先進(jìn)封測(cè)企業(yè)的高端先進(jìn)封裝將進(jìn)一步擴(kuò)大量產(chǎn)規(guī)模。同時(shí),經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累,封測(cè)行業(yè)進(jìn)入門檻逐漸提升,領(lǐng)先企業(yè)迎發(fā)展黃金期。
1、?臺(tái)積電
2012 年,TSMC 與 Xilinx 一起推出了當(dāng)時(shí)最大的 FPGA,它由四個(gè)相同的 28 nm FPGA 芯片并排安裝在中間層上。他們還開(kāi)發(fā)了硅通孔(TSV),微凸點(diǎn)和再分布層(re-distribution-layer:RDL),以將這些組件連接在一起。臺(tái)電基于其構(gòu)造,封裝這種封裝解決方案,稱為CooS(Chip-on-Wafer-Substrate)。支持的封裝技術(shù)已成為高和高功率設(shè)計(jì)的實(shí)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
臺(tái)積電于2017年推出了InFO(Integrated FanOut technology)技術(shù)。它使用聚酰胺薄膜代替了CoWoS中的中間層,從而降低了單體成本和高度,這也是臺(tái)積電成功應(yīng)用的重要標(biāo)準(zhǔn)。貨了海量用于智能手機(jī)的InFO設(shè)計(jì)。
臺(tái)積電于2019年又推出了集成芯片系統(tǒng)(SoIC)技術(shù)。?借助前端(國(guó)外工廠)設(shè)備,臺(tái)積電可以非常合理的壓地,然后使用大量的吸塑的銅吸附進(jìn)行焊(壓焊)設(shè)計(jì),以更小的形狀因數(shù),裝扮和能力。這兩種技術(shù)就逐漸演成了今天的 3D Fabric。
臺(tái)積電將他們的 2.5D 和 3D 封裝產(chǎn)品合并為一個(gè)單一的、全面的品牌3DFabric。
其中,2.5D封裝技術(shù)CoWoS可分為 CoWoS 和 InFO 系列。首先看CoWoS技術(shù),可以分為以下幾種:
1)、CoWoS-S
用于die到die再分布層 (redistribution layer:RDL) 連接的帶有硅中介層的“傳統(tǒng)”基板上晶圓上芯片(chip-on-wafer-on-substrate with silicon interposer )正在慶祝其大批量制造的第 10 年。
2)、CoWoS-R
CoWoS-R 選項(xiàng)用有機(jī)基板中介層取代了跨越 2.5D die放置區(qū)域范圍的(昂貴的)硅中介層。CoWoS-R 的折衷是 RDL 互連的線間距較小——例如,與 CoWoS-S 的亞微米間距相比,有機(jī)上的間距為 4 微米。
3)、CoWoS-L
在硅 –S 和有機(jī) –R 中介層選項(xiàng)之間,TSMC CoWoS 系列包括一個(gè)更新的產(chǎn)品,具有用于相鄰die邊緣之間(超短距離)互連的“本地”硅橋。這些硅片嵌入有機(jī)基板中,提供高密度 USR 連接(具有緊密的 L/S 間距)以及有機(jī)基板上(厚)導(dǎo)線和平面的互連和功率分配功能。
再看2.5D封裝技術(shù)InFO。
據(jù)介紹,InFO 在載體上使用(單個(gè)或多個(gè))裸片,隨后將這些裸片嵌入molding compound的重構(gòu)晶圓中。隨后在晶圓上制造 RDL 互連和介電層,這是“chip first”的工藝流程。單die InFO 提供了高凸點(diǎn)數(shù)選項(xiàng),RDL 線從芯片區(qū)域向外延伸——即“扇出”拓?fù)洹H缦聢D所示,多die InFO 技術(shù)選項(xiàng)包括:
InFO-PoP:“package-on-package”
InFO-oS:“InFO assembly-on-substrate”
? ? ? 臺(tái)積電的3D封裝技術(shù)則是SoIC。據(jù)臺(tái)積電介紹,公司的3D 封裝與 SoIC 平臺(tái)相關(guān)聯(lián),該平臺(tái)使用堆疊芯片和直接焊盤鍵合,面對(duì)面或面對(duì)背方向 -表示為 SoIC 晶圓上芯片(chip on wafer)。硅通孔 (TSV) 通過(guò) 3D 堆棧中的die提供連接。SoIC 開(kāi)發(fā)路線圖如下所示——例如,N7-on-N7 芯片配置將在 21 年第四季度獲得認(rèn)證。
2、英特爾
? ? ?在2D的平面多芯片封裝,英特爾獨(dú)有的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是嵌入式多芯片互連橋接(EMIB)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)更好的導(dǎo)線密度。在硅中介層硅通孔上放不同的裸片連接到整個(gè)基板,只需在局部進(jìn)行高密度布線,而不必在全部的芯片上進(jìn)行高密度布線,使成本大幅降低同時(shí)性能也得到優(yōu)化。
而在3D高密度微縮方面,英特爾的Foveros技術(shù)將多個(gè)單片連接到基礎(chǔ)裸片,然后進(jìn)行底層填充實(shí)現(xiàn)中間互連并進(jìn)行注塑來(lái)保護(hù)整個(gè)芯片,使用焊接的技術(shù)已經(jīng)可以做到20-30微米,而通過(guò)無(wú)焊料銅與銅的接口互連可突破20微米的瓶頸。
而在未來(lái),封測(cè)技術(shù)相比較于現(xiàn)有的Foveros技術(shù)會(huì)更進(jìn)一步。相比較于現(xiàn)有的技術(shù),未來(lái)的凸塊間距將會(huì)由50um縮小至10um,電路將更小更簡(jiǎn)潔,能耗也會(huì)更低。
Foveros技術(shù)與EMIB集成產(chǎn)生了Co-EMIB(通過(guò)EMIB和Foveros兩個(gè)技術(shù)之間的集成把2D和3D芯片進(jìn)行融合)。Co-EMIB可以把超過(guò)兩個(gè)不同的裸片進(jìn)行水平和垂直方向疊加,以實(shí)現(xiàn)更好的靈活度。
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? ? ? ?全方位互連(ODI)改變了常規(guī)疊加方式下基礎(chǔ)裸片尺寸必須大于上面疊加所有小芯片總和的限制。ODI的架構(gòu)通過(guò)傳統(tǒng)的硅通孔技術(shù),使頂層小芯片可以與下方的芯片互連,這樣就可以通過(guò)底層封裝直接對(duì)上方小芯片進(jìn)行供電,并保持上、下方裸片間直接互連。Adel Elsherbini介紹,通過(guò)這種并排互連形式延遲可下降2.5倍,功耗可以降低15%,帶寬可以提高3倍。根據(jù)英特爾對(duì)先進(jìn)封裝的路線預(yù)測(cè),在未來(lái)凸塊間距將縮小至10um級(jí)別,密度將達(dá)到10000每平方毫米,能耗也會(huì)降低至0.05pj/bit。而ODI和CO-EMIB技術(shù)的應(yīng)用,也會(huì)使先進(jìn)封測(cè)進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用范圍。
先進(jìn)封裝的制程演進(jìn)同先進(jìn)制造工藝的制程呈現(xiàn)出同步趨勢(shì)。在臺(tái)積電等半導(dǎo)體制造廠制程逐漸進(jìn)入5nm以下之際,先進(jìn)封裝的凸塊間距也會(huì)逐漸進(jìn)入10-20um區(qū)間。
3、?康寧
康寧公司是全球頂尖材料科學(xué)創(chuàng)新公司之一,在逾160年間提出多項(xiàng)玻璃解決方案,包括用于電子應(yīng)用方面的液晶顯示器(LCD)基板,以及用于電視機(jī)、智慧型手機(jī)和平板電腦等消費(fèi)性電子裝置,極為耐用的保護(hù)玻璃。
熔融制程為康寧的專利創(chuàng)新技術(shù)核心。這項(xiàng)高度精準(zhǔn)且自動(dòng)化的熔融下拉制程,生產(chǎn)出表面極為純凈光滑又平坦,且尺寸穩(wěn)定的玻璃基板——這剛好是3DIC基板所要求的特性。
能夠利用現(xiàn)有晶圓和面板設(shè)備制程是非常重要的一件事,盲孔填滿金屬化是最適用于現(xiàn)行以晶圓為基礎(chǔ)的設(shè)備,而通孔金屬化則最適合用于許多以面板為基礎(chǔ)的制程??祵幰验_(kāi)發(fā)出制作高品質(zhì)孔洞的先進(jìn)制程,能在薄型(像是100μm)和厚型(例如700μm)玻璃上制作通孔和盲孔(請(qǐng)上圖)。
再者,康寧已與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商進(jìn)行密切合作,運(yùn)用以晶圓與面板為基礎(chǔ)的金屬化方式來(lái)填充玻璃孔洞。TGV基板的填充方式與終端應(yīng)用息息相關(guān),成本、生產(chǎn)能力、導(dǎo)電性、密閉度等要求會(huì)影響到金屬化的方式。因此康寧與產(chǎn)業(yè)多個(gè)單位合作,像是RTI、Atotech、i3Electronics、工研院(ITRI)、GeorgiaTech的封裝研究中心等,證明出完整的金屬化技術(shù)的適用性和可用性。此用來(lái)驗(yàn)證的玻璃基板晶片測(cè)試結(jié)果顯示出,相對(duì)于矽基板,使用玻璃孔洞能達(dá)到更好的電性、熱和可靠性表現(xiàn)(請(qǐng)見(jiàn)上圖)。
利用面板相關(guān)制程來(lái)達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模制造的能力,是另一項(xiàng)落實(shí)成本效益的重要因素。目前業(yè)界已有許多設(shè)備能被應(yīng)用來(lái)制造面板形式的穿孔玻璃載板和其對(duì)應(yīng)的電子元件,包括填孔步驟和微影制程。
日前康寧已與RudolphTechnologies、i3Electronics與Atotech完成合作,證明出運(yùn)用現(xiàn)有機(jī)臺(tái)設(shè)備來(lái)制造面板形式的穿孔玻璃載板和其電子元件,包括填孔步驟和微影制程。RDL(RedistributionLayers)的結(jié)果顯示出,能準(zhǔn)確將金屬鍍?cè)诓A?請(qǐng)見(jiàn)上圖)。
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,Corning Incorporated(康寧)和Menlo Micro(以下簡(jiǎn)稱Menlo)近日聯(lián)合宣布,Menlo革命性數(shù)字微開(kāi)關(guān)(DMS)技術(shù)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了重要的里程碑,Menlo將重塑電子系統(tǒng)最基本的構(gòu)建模塊——電子開(kāi)關(guān)。兩家公司共同發(fā)布展示了成功整合的玻璃通孔(TGV)封裝技術(shù),使Menlo的高性能RF和功率產(chǎn)品擴(kuò)展至超小型晶圓級(jí)封裝。
TGV相比傳統(tǒng)的鍵合封裝技術(shù),使Menlo的產(chǎn)品尺寸縮小了60%以上,使其更理想地適用于那些信道密度增長(zhǎng),同時(shí)尺寸、重量、功率和成本降低的非常重要應(yīng)用。Menlo將在本周于美國(guó)費(fèi)城舉辦的IEEE MTT國(guó)際微波會(huì)議上展示這項(xiàng)技術(shù)。
此外,除了顯著的尺寸減小,TGV還為Menlo的DMS產(chǎn)品帶來(lái)的重要的性能優(yōu)勢(shì)。通過(guò)更短且良好控制的金屬化通孔替代鍵合,現(xiàn)在Menlo得以降低75%以上的封裝寄生效應(yīng)。這將幫助Menlo的產(chǎn)品支持更高的頻率,這對(duì)于先進(jìn)的無(wú)線通訊系統(tǒng)、測(cè)試儀器以及眾多的航空和國(guó)防應(yīng)用,正變得越來(lái)越重要。與此同時(shí),玻璃相比硅等傳統(tǒng)的基板材料具有獨(dú)特的性能,可實(shí)現(xiàn)更低的RF損耗和更高的線性度,意味著系統(tǒng)將獲得更低的功耗和更高的整體效率。
通過(guò)利用TGV封裝技術(shù),Menlo正在開(kāi)發(fā)覆蓋DC~18 GHz帶寬的RF產(chǎn)品,并有能力逐步擴(kuò)展至50 GHz以上。其DMS平臺(tái)可為RF和AC/DC產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)數(shù)十種高價(jià)值應(yīng)用,包括電池管理、家居自動(dòng)化、電氣化汽車、軍事和專業(yè)無(wú)線電、無(wú)線基站以及物聯(lián)網(wǎng)等廣泛市場(chǎng)。
4、?德國(guó)LPKF
LPKF深耕激光領(lǐng)域多年,對(duì)于如何將激光作為工具集成為功能強(qiáng)大的設(shè)備有著豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。LPKF激光系統(tǒng)立足于助力高科技領(lǐng)域的進(jìn)步。無(wú)論是移動(dòng)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電力以及數(shù)字娛樂(lè)等,最終目標(biāo)都是加工產(chǎn)品的速度更快、尺寸更小、更節(jié)能。德國(guó)LPKF始終保持著在激光技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。我們的激光系統(tǒng)在印刷電路板、微芯片、汽車零部件、太陽(yáng)能電池板以及許多其他零部件的工藝制造中都起著至關(guān)重要的作用。
憑借幾十年的激光加工經(jīng)驗(yàn),LPKF提供了前沿的技術(shù)解決方案,具有更高的精度、成品率和成本效率等系統(tǒng)優(yōu)勢(shì),引領(lǐng)不斷走向小型化的趨勢(shì)。該產(chǎn)品包含許多優(yōu)勢(shì):一種新型玻璃通孔(TGV)加工工藝全面開(kāi)啟了薄片玻璃作為封裝基板的潛力。厚度介于50微米至500微米之間的薄片玻璃是一種非常適用于高密度高頻應(yīng)用的封裝基板材料。LPKF運(yùn)用激光這種非接觸精密加工工具開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新LIDE 工藝能夠以無(wú)以倫比的效率和質(zhì)量微加工玻璃通孔。
LPKF的最小通孔直徑為10 μm。通常,一個(gè)基板上的所有微孔都顯示相同的直徑。通過(guò)應(yīng)用多次蝕刻運(yùn)行,不同的直徑是可能的??v橫比在 1:10 的范圍內(nèi),但根據(jù)玻璃類型,它也可以高達(dá) 1:50。LIDE 生成的微孔側(cè)壁光滑、無(wú)裂紋、無(wú)碎屑和無(wú)應(yīng)力,可實(shí)現(xiàn)可靠的金屬化。錐角在0.1°-30°之間。LIDE 制造的微孔通常呈沙漏形狀。通過(guò)將蝕刻限制為僅從先前修改過(guò)的玻璃的一側(cè)進(jìn)行,V 形微孔是可能的。加工的尺寸選擇如圖:
5、?中芯長(zhǎng)電
? ? ?長(zhǎng)電科技是全球領(lǐng)先的封測(cè)廠商,聚焦關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域,在5G通信類、高性能計(jì)算、消費(fèi)類、汽車和工業(yè)等重要領(lǐng)域,業(yè)務(wù)覆蓋高/中/低端全品類,已成為中國(guó)第一大和全球第三大封測(cè)企業(yè)。公司封測(cè)產(chǎn)能多地布局,互為補(bǔ)充,各具技術(shù)特色和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);公司在主要封裝領(lǐng)域內(nèi)掌握多項(xiàng)核心技術(shù),在先進(jìn)封裝技術(shù)覆蓋度上與全球第一的日月光集團(tuán)旗鼓相當(dāng),具備行業(yè)領(lǐng)先的SiP、WL-CSP、FC、eWLB、PiP、PoP及2.5/3D等高端封裝技術(shù),并定增50億元加碼SiP、QFN、BGA等高端封裝產(chǎn)能。公司與中芯國(guó)際戰(zhàn)略互通,可實(shí)現(xiàn)代工+封測(cè)一體化協(xié)同發(fā)展。
6、 華天科技
?公司在產(chǎn)業(yè)布局方面,積極推進(jìn)先進(jìn)封裝基地建設(shè),近年來(lái)先后投資擴(kuò)建了昆山、寶雞、南京等基地,打通了CIS芯片、存儲(chǔ)器、射頻等多種高端產(chǎn)品的生產(chǎn)線。2020年7月18日華天科技南京基地舉行了一期項(xiàng)目投產(chǎn)儀式,一期項(xiàng)目已竣工面積16.3萬(wàn)平方米,實(shí)現(xiàn)FC和BGA系列產(chǎn)品年封測(cè)量可達(dá)40億只,今年可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值2億元以上。
?研發(fā)方面公司重視新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研發(fā),研發(fā)支出金額逐年增加,已自主研發(fā)出了SiP、FC、TSV、MEMS、Bumping、Fan-Out、WLP等高端封裝技術(shù)和產(chǎn)品。自2019下半年來(lái),國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)逐步回暖,未來(lái)有望隨著新型應(yīng)用領(lǐng)域和先進(jìn)封測(cè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入新一輪增長(zhǎng)。華天科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的集成電路封測(cè)企業(yè),產(chǎn)品線布局豐富,技術(shù)水平行業(yè)領(lǐng)先,有望持續(xù)受益行業(yè)景氣度及國(guó)產(chǎn)替代加速影響,未來(lái)發(fā)展前景廣闊。
7、通富微電
通富微電為半導(dǎo)體封測(cè)龍頭,與AMD、MTK等大客戶共同成長(zhǎng)。公司為全球第五大、國(guó)內(nèi)第二大封測(cè)廠商,在封測(cè)技術(shù)上布局全面。早期公司以傳統(tǒng)封裝技術(shù)為主,2016年收購(gòu)AMD蘇州、檳城兩大封測(cè)廠,得以深度綁定AMD供應(yīng)鏈并占據(jù)AMD封測(cè)訂單的大部分份額。同時(shí)公司憑借在高端封裝領(lǐng)域的實(shí)力,成為MTK在中國(guó)大陸的重要封測(cè)合作方。展望未來(lái),公司有望伴隨大客戶份額的提升和市場(chǎng)整體規(guī)模的擴(kuò)大而迎來(lái)加速成長(zhǎng)。
先進(jìn)封裝因5G、AI的應(yīng)用迎來(lái)快速成長(zhǎng),公司技術(shù)領(lǐng)先有望充分受益。傳統(tǒng)封測(cè)市場(chǎng)近年增速較為平穩(wěn),2011-2018年市場(chǎng)年復(fù)合增速在3%,至2018年空間達(dá)560億美元。然而,隨著摩爾定律的放緩,半導(dǎo)體性能的提升越來(lái)越多依賴于封裝技術(shù)的進(jìn)步,從而對(duì)封裝技術(shù)提出更高要求。具體來(lái)看,隨著5G、AI芯片的大規(guī)模應(yīng)用,以及終端設(shè)備小型化趨勢(shì)的演繹,全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)有望快速成長(zhǎng):據(jù)Yole預(yù)計(jì),先進(jìn)封裝市場(chǎng)至2024年有望達(dá)440億美元,2018-2024年CAGR達(dá)8%。公司通過(guò)對(duì)AMD蘇州、檳城廠的收購(gòu),增強(qiáng)了先進(jìn)封裝的技術(shù)實(shí)力,未來(lái)有望充分受益于先進(jìn)封裝市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。
審核編輯:劉清
評(píng)論
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