扇出型晶圆级封装重布线层互联结构失效分析

本文研制了一批不同尺寸规格的扇出型晶圆级封装结构的菊花链测试芯片样品,对不同几何参数下的样品进行了温度循环试验,并通过金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段对失效样品进行了失效分析,研究总结了扇出型晶圆级封装重布线层互联结构的失效模式。研究工作可为扇出型晶圆级封装产品的可靠性评估和高可靠应用提供指导。

扇出型晶圆级封装可靠性问题与思考

半导体先进制程工艺逐步趋于极限,继续沿摩尔定律发展的脚步放缓,而扇出型晶圆级封装(Fan-out Wafer Level Packaging,FOWLP)通过晶圆重构的方式突破了传统扇入封装的I/O引出端的数量限制,并利用多层再布线(Redistribution Layer,RDL)等技术,缩小引脚间距,减薄封装厚度,降低高频信号传输损耗,从而进一步提升芯片集成度。近年来已在消费电子、高性能计算等领域逐渐发展成为具有代表性的先进封装技术,是接续摩尔定律的关键技术。但FOWLP的可靠性问题随着其结构精密和生产流程复杂而日益突出。结合FOWLP近期技术发展和应用的现状,总结了发展趋势;从FOWLP结构的工艺缺陷和失效模式出发,阐述了FOWLP的工艺流程和重点工艺环节;根据不同失效类型,系统归纳了引发失效的物理效应和物理模型;最后,介绍了提升FOWLP结构可靠性的工艺调整和优化设计方法。