面向扇出型圓片級封裝的內嵌硅轉接板技術基礎研究
發(fā)布時間：2020-12-14 11:38
隨著信息社會快速發(fā)展,人們對智能設備無論是外觀設計還是性能應用上的需求與依賴都在不斷提高。這些智能設備的核心則是基于半導體技術的微電子芯片。ITRS半導體技術藍圖2.0報告預測2021年最小晶體管尺寸將不再縮小,芯片層面集成與先進封裝被認為是延續(xù)突破摩爾定律的關鍵路徑,其中扇出型圓片級封裝（Fan-Out Wafer Level Package,簡稱“FOWLP”）為先進封裝的典型代表。根據國內外扇出型圓片級封裝技術最新進展,本文提出了內嵌硅轉接板技術,設計了面向不同應用的內嵌硅轉接板實現(xiàn)扇出型圓片級封裝疊層,該內嵌轉接板襯底上含有數(shù)個凹坑結構,凹坑側壁具有金屬布線層,凹坑底部具有垂直貫穿襯底的電互連結構,兩者結合實現(xiàn)貫穿內嵌硅轉接板兩個表面的電互連;微電子芯片通過正面貼裝或倒裝焊方式集成在凹坑底部,不同凹坑內芯片之間可通過上表面重布線層實現(xiàn)電連接,基于此種內嵌硅轉接板疊層結構實現(xiàn)了扇出型圓片級3D封裝。本文主要研究內容如下:（1）針對低頻數(shù)字IC扇出型圓片級封裝應用,提出了 一種以低阻硅柱為電互連的內嵌硅轉接板設計結構。開發(fā)了玻璃回流工藝和KOH濕法腐蝕工藝,在凹坑襯底上實現(xiàn)了低阻硅...
【文章來源】：廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－３封裝發(fā)展路線圖??
Ｆｏｃｕｓ?ｏｎ?ＦＯＷＬＰ?ａｎｄ?Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｄｉｅｓ??圖１－４圓片級封裝種類??圖１－３是封裝技術發(fā)展路線圖。其中扇出型系統(tǒng)封裝（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ??Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱?“ＦＯ?ＳｉＰ”）、嵌入式系統(tǒng)集成封裝（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??簡稱?“ＥＳｉＰ”）扇出型封裝上封裝（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱?“ＦＯ?ＰｏＰ”）??等是先進封裝的典型代表。２０１０年至２０２０年的低引腳數(shù)多功能型的封裝結構主??要是ＦＯ?ＳｉＰ、ＦＯ?ＰｏＰ封裝結構為前沿。其中系統(tǒng)級封裝（Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??簡稱“ＳｉＰ”）是將？個或多個芯片或者無源器件（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ｐａｓｓｉｖｅ?ｄｅｖｉｃｅ，簡稱??“ＩＰＤ”）封裝在一個結構里。封裝上封裝（Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱“ＰｏＰ”）與??封裝內封裝（Ｐａｃｋａｇｅ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱“ＰｉＰ”）是在原先的封裝基礎上通過倒裝??焊接方式（Ｆｌｉｐ－Ｃｈｉｐ，簡稱“ＦＣ”）或者引線鍵合將兩個或多個芯片封裝最后形??成器件。ＰｏＰ與ＰｉＰ主要區(qū)別是芯片之間封裝方式的不同
Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱?“ＩｎＦＯ?ＷＬＰ”）解決方案被用于?Ａｐｐｌｅ?（蘋果）ｉＰｈｏｎｅ??７?Ａ１０處理的封裝應用上，Ａ１０處理器的最終性能達到Ａ９處理器兩倍，這一芯??片問世更是將ＦＯ?ＷＬＰ推到了空前的高度，圖１－５是ＦＯ?ＷＬＰ市場預測圖，Ｆ０??ＷＬＰ每年市場需求逐年提升，預測２０１９年市場需求將達到２００億美元。??ＦＯ封裝技術解決了?Ｉ／Ｏ數(shù)問題的同時還賦予靈活的設計空間，因此諸多扇??出型封裝結構孕育而生，如臺積電的ＩｎＦＯ?ＷＬＰ和ＩｎＦＯ＿ＰｏＰ結構、三星的ｅＰｏＰ??結構，艾克爾的桂圓片集成扇出型技術（Ｓｉｌｉｃｏｎ?Ｗａｆｅｒ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｆａｎ－Ｏｕｔ??Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，簡稱?“ＳＷＩＦＴ”）結構。??１．１．２扇出型圓片級封裝技術的國內外研究現(xiàn)狀??２００６年，英飛凌公司首次提出內嵌圓片級封裝（ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｂａｌｌ??Ｇｒｉｄ?Ａｒｒａｙ，“ＥＷＬＢ”）技術［３］解決了?Ｉ／Ｏ扇出型問題，如圖１－６所示。即將制作好??的硅圓片進行測試、掩膜和切割分離。將這些測試完好的裸硅芯片正面朝下放置??在載體系統(tǒng)上
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Chaboche隨動硬化模型參數(shù)確定及棘輪效應[J]. 姜金朋,陳濤,金平,王玨. 北京航空航天大學學報. 2014(10)
[2]TMAH+Triton中Si濕法腐蝕機理研究現(xiàn)狀[J]. 姚明秋,蘇偉,唐彬,王芳. 微納電子技術. 2014(06)
[3]KOH各向異性腐蝕中預處理對硅表面粗糙度的影響[J]. 夏偉鋒,馮飛,王權,熊斌,戈肖鴻. 半導體光電. 2010(04)
[4]硼硅玻璃與硅陽極鍵合機理及其界面微觀結構分析[J]. 秦會峰,楊立強,孟慶森. 兵器材料科學與工程. 2009(01)
[5]超聲技術在硅濕法腐蝕中的應用[J]. 曾毅波,王凌云,谷丹丹,孫道恒. 光學精密工程. 2009(01)
[6]TMAH腐蝕液制作硅微結構的研究[J]. 張建輝,李偉東,萬紅,吳學忠. 傳感技術學報. 2006(03)
[7]用于MEMS的硅濕法深槽刻蝕技術研究[J]. 張正元,徐世六,劉玉奎,楊國渝,稅國華. 微電子學. 2004(05)
[8]TMAH單晶硅腐蝕特性研究[J]. 鄧俊泳,馮勇建. 微納電子技術. 2003(12)
[9]Si基片各向異性腐蝕特性研究[J]. 姜勝林,曾亦可,劉少波,劉梅冬. 華中科技大學學報(自然科學版). 2003(10)
[10]使用超聲攪拌實現(xiàn)精密KOH各向異性體硅腐蝕[J]. 陳兢,劉理天,李志堅,譚智敏,蔣前哨,方華軍,徐揚,劉燕翔. 半導體學報. 2002(04)
碩士論文
[1]應力狀態(tài)與斷裂應變關系—純銅材料試驗與數(shù)值計算分析[D]. 蔡德良.廣西大學 2016
本文編號：2916348
【文章來源】：廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－３封裝發(fā)展路線圖??
Ｆｏｃｕｓ?ｏｎ?ＦＯＷＬＰ?ａｎｄ?Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｄｉｅｓ??圖１－４圓片級封裝種類??圖１－３是封裝技術發(fā)展路線圖。其中扇出型系統(tǒng)封裝（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ??Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱?“ＦＯ?ＳｉＰ”）、嵌入式系統(tǒng)集成封裝（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??簡稱?“ＥＳｉＰ”）扇出型封裝上封裝（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱?“ＦＯ?ＰｏＰ”）??等是先進封裝的典型代表。２０１０年至２０２０年的低引腳數(shù)多功能型的封裝結構主??要是ＦＯ?ＳｉＰ、ＦＯ?ＰｏＰ封裝結構為前沿。其中系統(tǒng)級封裝（Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??簡稱“ＳｉＰ”）是將？個或多個芯片或者無源器件（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ｐａｓｓｉｖｅ?ｄｅｖｉｃｅ，簡稱??“ＩＰＤ”）封裝在一個結構里。封裝上封裝（Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱“ＰｏＰ”）與??封裝內封裝（Ｐａｃｋａｇｅ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱“ＰｉＰ”）是在原先的封裝基礎上通過倒裝??焊接方式（Ｆｌｉｐ－Ｃｈｉｐ，簡稱“ＦＣ”）或者引線鍵合將兩個或多個芯片封裝最后形??成器件。ＰｏＰ與ＰｉＰ主要區(qū)別是芯片之間封裝方式的不同
Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｐａｃｋａｇｅ，簡稱?“ＩｎＦＯ?ＷＬＰ”）解決方案被用于?Ａｐｐｌｅ?（蘋果）ｉＰｈｏｎｅ??７?Ａ１０處理的封裝應用上，Ａ１０處理器的最終性能達到Ａ９處理器兩倍，這一芯??片問世更是將ＦＯ?ＷＬＰ推到了空前的高度，圖１－５是ＦＯ?ＷＬＰ市場預測圖，Ｆ０??ＷＬＰ每年市場需求逐年提升，預測２０１９年市場需求將達到２００億美元。??ＦＯ封裝技術解決了?Ｉ／Ｏ數(shù)問題的同時還賦予靈活的設計空間，因此諸多扇??出型封裝結構孕育而生，如臺積電的ＩｎＦＯ?ＷＬＰ和ＩｎＦＯ＿ＰｏＰ結構、三星的ｅＰｏＰ??結構，艾克爾的桂圓片集成扇出型技術（Ｓｉｌｉｃｏｎ?Ｗａｆｅｒ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｆａｎ－Ｏｕｔ??Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，簡稱?“ＳＷＩＦＴ”）結構。??１．１．２扇出型圓片級封裝技術的國內外研究現(xiàn)狀??２００６年，英飛凌公司首次提出內嵌圓片級封裝（ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｂａｌｌ??Ｇｒｉｄ?Ａｒｒａｙ，“ＥＷＬＢ”）技術［３］解決了?Ｉ／Ｏ扇出型問題，如圖１－６所示。即將制作好??的硅圓片進行測試、掩膜和切割分離。將這些測試完好的裸硅芯片正面朝下放置??在載體系統(tǒng)上
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Chaboche隨動硬化模型參數(shù)確定及棘輪效應[J]. 姜金朋,陳濤,金平,王玨. 北京航空航天大學學報. 2014(10)
[2]TMAH+Triton中Si濕法腐蝕機理研究現(xiàn)狀[J]. 姚明秋,蘇偉,唐彬,王芳. 微納電子技術. 2014(06)
[3]KOH各向異性腐蝕中預處理對硅表面粗糙度的影響[J]. 夏偉鋒,馮飛,王權,熊斌,戈肖鴻. 半導體光電. 2010(04)
[4]硼硅玻璃與硅陽極鍵合機理及其界面微觀結構分析[J]. 秦會峰,楊立強,孟慶森. 兵器材料科學與工程. 2009(01)
[5]超聲技術在硅濕法腐蝕中的應用[J]. 曾毅波,王凌云,谷丹丹,孫道恒. 光學精密工程. 2009(01)
[6]TMAH腐蝕液制作硅微結構的研究[J]. 張建輝,李偉東,萬紅,吳學忠. 傳感技術學報. 2006(03)
[7]用于MEMS的硅濕法深槽刻蝕技術研究[J]. 張正元,徐世六,劉玉奎,楊國渝,稅國華. 微電子學. 2004(05)
[8]TMAH單晶硅腐蝕特性研究[J]. 鄧俊泳,馮勇建. 微納電子技術. 2003(12)
[9]Si基片各向異性腐蝕特性研究[J]. 姜勝林,曾亦可,劉少波,劉梅冬. 華中科技大學學報(自然科學版). 2003(10)
[10]使用超聲攪拌實現(xiàn)精密KOH各向異性體硅腐蝕[J]. 陳兢,劉理天,李志堅,譚智敏,蔣前哨,方華軍,徐揚,劉燕翔. 半導體學報. 2002(04)
碩士論文
[1]應力狀態(tài)與斷裂應變關系—純銅材料試驗與數(shù)值計算分析[D]. 蔡德良.廣西大學 2016
本文編號：2916348
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