高密度三維封裝中tsv熱應(yīng)力分析開題報告-在線瀏覽
2025-03-10 18:30本頁面
【正文】 提高封裝密度，增強產(chǎn)品性能，提升速度，降低功耗和噪聲，實現(xiàn)電子設(shè)備的小型化和多功能化，設(shè)計自由度提高，研發(fā)時間縮短，可靠性更高。3 D 封裝改善了芯片的許多性能，如尺寸、重量、速度、產(chǎn)量及能耗，技術(shù)上有諸多優(yōu)勢（1）在尺寸和重量方面，與單芯片封裝相比，采用3D技術(shù)可縮小封裝尺寸、減輕重量達(dá)40～50倍；（2）在速度方面，3D互連長度更短，工作速度更快，寄生性電容和電感得以降低，系統(tǒng)的總功耗降低了30%左右；（3）與2D封裝相比，3D技術(shù)的組裝效率約為2D的 200％；（4）在芯片中，噪聲幅度和頻率主要受封裝和互連的限制，3D技術(shù)在降低噪聲中起著縮短互連長度的作用，同時也降低了互連伴隨的寄生性；（5）隨著芯片尺寸的不斷縮小，3D技術(shù)可持續(xù)提高電路密度、性能，降低成本。、Si P技術(shù)Si P技術(shù)日趨產(chǎn)業(yè)化，以芯片為中心、無薄膜集成、有分離元件集成、需母板，繼承了傳統(tǒng)3D封裝形式，并使其多樣化；此外，整合了現(xiàn)有芯核資源和生產(chǎn)工藝優(yōu)勢，降低了成本，縮短上市時間；同時克服了工藝兼容、信號混合、電磁干擾等困難，產(chǎn)品主要集中在高性能、低成本、便于攜帶的通信系統(tǒng)。TVS通孔集成按制作時間段分為先通孔、中通孔、后通孔、鍵合后通孔等四類，在存儲器堆疊、MEMS結(jié)構(gòu)封裝、圖像傳感器中的應(yīng)用發(fā)展迅速，銅銅鍵合、金屬易熔鍵合、硅熔融鍵合、焊料鍵合等已成為3D集成和WLP的關(guān)鍵工藝之一。未來5～10年是國內(nèi)TSV產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為關(guān)鍵的時期，封測業(yè)未來發(fā)展的潛力依然巨大，TSV封測技術(shù)將適應(yīng)設(shè)計業(yè)發(fā)展的需求，日益向短、小、輕、薄、高密度、高效率、高性能、低高度、多形式、系統(tǒng)化、系列化、集成化發(fā)展，融合芯片制造技術(shù)，并提升MCP和Si P成為實用技術(shù)，封裝與組裝進(jìn)一步融合，各種QFN、MCM（多芯片組件）、MCP、BGA、CSP等中高端技術(shù)及產(chǎn)品在國內(nèi)的市場需求明顯增強，還將呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。封測產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟將繼續(xù)按照“以重大專項為先導(dǎo)，以市場帶動研發(fā)，以成果推動產(chǎn)業(yè)”的指導(dǎo)思想，提出“十二五”發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品、項目，由封測龍頭企業(yè)根據(jù)封測業(yè)發(fā)展需要，結(jié)合裝備、材料業(yè)的實際，提出“十二五”先進(jìn)封裝設(shè)備、材料的項目需求，積極推進(jìn)共同開發(fā)，加快技術(shù)進(jìn)步，實現(xiàn)重大產(chǎn)品、重大工藝和新興領(lǐng)域的突破，使整體技術(shù)水平與全球先進(jìn)封裝技術(shù)保持同步，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)。封測業(yè)進(jìn)入國際主流領(lǐng)域，實現(xiàn)Si P、倒裝芯FC、B G A 、 C S P 、 M C P 等新型封裝形式的規(guī)模生產(chǎn)能力。加強封測業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，重點支持Si P關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)超薄芯片封裝、超細(xì)節(jié)距封裝等封測工藝和設(shè)計技術(shù)開發(fā)，扶持TSV、銅互連、3DSi P、傳感器封裝、IGBT封裝及產(chǎn)業(yè)化。3D集成被認(rèn)為是下一代的封裝方案，現(xiàn)已提出多種方法，關(guān)注規(guī)模生產(chǎn)中的生產(chǎn)率和成本，無凸點WOW（晶圓堆疊晶圓）是繼芯片芯片、芯片晶圓技術(shù)后的第三代技術(shù)，在背面正面堆疊任何數(shù)量的減薄300mm晶圓，自對準(zhǔn)多TSV互連而不用凸點,能實現(xiàn)芯片對芯片的獨立連接，提高了晶圓級堆疊的總良率，可制定通向以生產(chǎn)成本支撐的高密度集成路線圖，其產(chǎn)出是以往的100倍。3DDRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）封裝采用TSV/DRAM陣列堆疊技術(shù)，將4片或更多的DRAM核心芯片通過TVS堆疊，并與另外的外圍電路接口芯片一起鍵合到襯底上，從概念轉(zhuǎn)為生產(chǎn)，有望帶來優(yōu)異的功率性能，封裝更小，并支持更高數(shù)據(jù)速率，成為未來工藝發(fā)展的趨勢。TSV發(fā)展迅速，被許多半導(dǎo)體廠商和研究機構(gòu)認(rèn)為是最有前途的封裝方法，國際上超過50%的廠商均參與3D TVS互連方面的研究，用于增加封裝密度，以TVS為主要互連方式的3D封裝結(jié)構(gòu)，將在消費類電子、通信、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機器人、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。一些新型封裝材料和技術(shù)為創(chuàng)新型封裝設(shè)計鋪路領(lǐng)航，不斷改進(jìn)產(chǎn)品性能。在封裝劃片工藝及優(yōu)化方面，用于低K薄晶圓劃片的多束全切割激光技術(shù)可獲得很窄的劃片切形、極小的熱效應(yīng)區(qū)、很高的芯片強度值（典型值800MPa~1 000MPa），同時還能保證很高的生產(chǎn)效率，將使其在劃片工藝中得到廣泛應(yīng)用。 本課題研究的實施方案、進(jìn)度安排： 高密度三維封裝中TSV的工作原理和特點通過查閱資料知道，TSV 技術(shù)是通過芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通來實現(xiàn)芯片間互連的最新技術(shù)。它是繼引線鍵合、載帶鍵合（TAB）和倒裝芯片以后的第四代封裝技術(shù)。與 MCM 技術(shù)相比，三維封裝體積縮小了 56 倍，重量減輕 213 倍。（3）、縮短信號延遲，同時降低功耗：由于采用 TSV 封裝技術(shù)，芯片間的連接長度縮短為芯片的厚度，同引線鍵合和倒裝芯片相比，TSV 可以在垂直方向上獲得多層芯片間最短的互連長度，取代原先用金線等貴金屬組成的互連引線，既降低成本，又提高可靠性。當(dāng)然，TSV 封裝也有其局限性，目前考慮的因素主要有兩點，其一，是可靠性，由 TSV 封裝技術(shù)制造的器件，電路密度很高，功率密度也隨之增加，故熱量管理是
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