先进封装RDL-first工艺研究进展

随着摩尔定律逐步达到极限,大量行业巨头暂停了7 nm以下工艺的研发,转而将目光投向先进封装领域。其中再布线先行(RDL-first)工艺作为先进封装技术的重要组成部分,因其具备高良率、高密度布线的优势吸引了大量研究者的目光。总结了RDL-first工艺的技术路线及优势,详细介绍其工艺进展,模拟其在程序中的应用,并对RDL-first工艺的发展方向进行展望,为RDL-first技术的进一步优化提供参考。

微系统封装关键工艺设备发展现状及国产化分析

以硅通孔(TSV)、再布线(RDL)、微凸点(Bumping)、封装组装为典型特征的微系统封装技术已成为后摩尔时代集成电路发展的新趋势,其实现途径的主要基础工艺包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、电镀、键合、减薄等。从微系统封装工艺出发,系统梳理了主要工艺设备需求、发展现状以及国产化进展。通过现状及趋势的分析对比,认为微系统封装技术已进入行业发展机遇期,其所需的工艺设备对制程节点要求相对较低,对设备种类要求较多,可作为制造设备国产化的重要平台大力发展,提升半导体产业链供应链韧性与安全水平。

再布线圆片级封装板级跌落可靠性研究

再布线圆片级封装通过对芯片焊区的重新构造以及无源元件的集成可以进一步提升封装密度、降低封装成本。再布线圆片级封装器件广泛应用于便携式设备中,在实际的装载、运输和使用过程中抗冲击可靠性受到高度重视。按照JEDEC标准对再布线圆片级封装样品进行了板级跌落试验,首先分析了器件在基板上不同组装点位的可靠性差异;然后依次探讨了不同节距和焊球尺寸、再布线结构对器件可靠性的影响;最后,对失效样品进行剖面制样,采用数字光学显微进行形貌表征。在此基础上,结合有限元分析对再布线结构和铜凸块结构的圆片级封装的可靠性和失效机理进行深入地阐释。

再布线圆片级封装的温度循环可靠性研究

圆片级封装再布线层结构改变焊盘布局从而提升器件I/O密度和集成度,在移动电子产品中得到广泛应用,其热机械可靠性备受关注。按照JEDEC标准对含RDL结构的WLP器件进行了温度循环试验,研究了WLP器件结构对可靠性的影响。结果表明,随样品节距减小,器件的可靠性降低;相同节距时,焊球直径越小可靠性越低。通过失效分析发现了3种与互连结构有关的失效模式,其中一种与RDL结构直接相关,且对大节距的WLP器件可靠性产生了较大影响。结合有限元模拟,对再布线结构圆片级封装的失效机理进行了深入地分析。

TSV转接板空腔金属化与再布线层一体成型技术

为满足射频微波应用的需求并实现三维异质集成,提出了一种带有大尺寸空腔结构的硅通孔(TSV)转接板,研究了其空腔金属化与表面金属再布线层(RDL)一体成型技术。首先,刻蚀空腔并整面沉积一层2μm厚的SiO2;然后,在不损伤其他部分绝缘层的条件下,通过干法刻蚀完成TSV背面SiO2刻蚀;最后,通过整面电镀实现空腔金属化和RDL一体成型,并通过金属反向刻蚀形成RDL。重点研究了对TSV背面SiO2刻蚀时对空腔拐角的保护方法,以及在形成表面RDL时对空腔侧壁金属层的保护方法。最终获得了带有120μm深空腔的TSV转接板样品,其中空腔侧壁和表面RDL的金属层厚度均为8μm。

圆片级封装工艺简介及其最新发展趋势

圆片级封装(Wafer Level Package)是近期快速崛起的创新性先进封装工艺。因其适应消费性电子产品对轻薄短小特性的需求,故而被市场广泛接受和推崇。本文将会介绍WLP的工艺流程和工艺控制,在可靠度上的挑战,和探讨圆片级封装的最新发展趋势。