芯片封裝之混合鍵合，正在成為芯片發(fā)展的重要趨勢(shì)

合明科技發(fā)布時(shí)間：2024-02-19 ?? 2800 Tags：引線鍵合倒裝芯片鍵合硅通孔（TSV）鍵合

隨著摩爾定律逐漸進(jìn)入其發(fā)展軌跡的后半段，芯片產(chǎn)業(yè)越來(lái)越依賴(lài)先進(jìn)的封裝技術(shù)來(lái)推動(dòng)性能的飛躍。在封裝技術(shù)由平面走向更高維度的2.5D和3D時(shí)，互聯(lián)技術(shù)成為關(guān)鍵中關(guān)鍵。面對(duì)3D封裝日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性和性能要求，傳統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)如引線鍵合、倒裝芯片鍵合和硅通孔（TSV）鍵合等，正逐步顯露其局限。在這種背景下，混合鍵合技術(shù)以其革命性的互聯(lián)潛力，正成為行業(yè)的新寵。

四大主要的互聯(lián)技術(shù)

混合鍵合，或稱(chēng)為Hybrid Bonding，主要有兩種使用方式。第一種是晶圓到晶圓，用于CIS 和NAND，在這些領(lǐng)域，混合鍵合已經(jīng)證明了其效率。

混合鍵合技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1）它允許不同的芯片層，如存儲(chǔ)器層和邏輯層，在無(wú)需通過(guò)硅通孔（TSV）的情況下直接互連，顯著提高信號(hào)傳輸速度并降低功耗；

2）通過(guò)芯片和晶圓之間的直接銅對(duì)銅鍵合，最大限度地縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度；

3）與傳統(tǒng)TSV技術(shù)相比，混合鍵合減少了層間物理連接的需求，使芯片設(shè)計(jì)更緊湊，有利于實(shí)現(xiàn)更高性能和密度。據(jù)悉，在應(yīng)用混合鍵合時(shí)，1平方毫米的面積內(nèi)可連接10,000至100,000個(gè)通孔；

4）混合鍵合還可減少芯片內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，提高產(chǎn)品的整體可靠性，同時(shí)支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速度和更低的能耗。

混合鍵合已成為芯片蓋樓、未來(lái)3D封裝的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高性能、高密度和低功耗芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

SoIC與SoC的外觀對(duì)比

下圖比較了傳統(tǒng)凸點(diǎn)接合技術(shù)與混合接合技術(shù)。與底部填充相比，混合鍵合技術(shù)可將互連間距減小至10微米以下，從而實(shí)現(xiàn)更高的載流能力、更密集的銅互連密度以及更好的熱性能。但是，混合鍵合技術(shù)需要新的制造、處理、清潔和測(cè)試方法。

首先讓我們?cè)賮?lái)熟悉下HBM芯片，所謂的HBM，其實(shí)就是通過(guò)堆疊DRAM層數(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)處理速度的存儲(chǔ)器。其主要通過(guò)TSV+填充物的方式來(lái)連接DRAM層。混合鍵合技術(shù)是HBM領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果把HBM想象成一座多層大樓，其中每一層都承載著存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任務(wù)，當(dāng)大樓層數(shù)過(guò)多時(shí)，僅靠傳統(tǒng)的通過(guò)硅通孔（TSV）+填充物的連接方式不足以維持其穩(wěn)定且可靠。而混合鍵合技術(shù)就好比在每一層之間涂上了一種特殊的“膠水”，這樣就不需要額外的支撐物來(lái)固定這些層了，能顯著減小芯片的厚度。

簡(jiǎn)而言之，通過(guò)混合鍵合技術(shù)，他們能夠制造出既高效又小巧的高層內(nèi)存芯片?；旌湘I合也被稱(chēng)為是“夢(mèng)想封裝技術(shù)”。

混合鍵合的HBM2E可靠性測(cè)試結(jié)果

小結(jié)

混合鍵合，已成為芯片發(fā)展的重要趨勢(shì)。目前的首要任務(wù)是，行業(yè)需要共同努力，推動(dòng)芯片到晶圓混合鍵合技術(shù)的大規(guī)模生產(chǎn)。隨著越來(lái)越多的企業(yè)投身于這一創(chuàng)新領(lǐng)域，我們有理由相信混合鍵合技術(shù)將在不久的將來(lái)迎來(lái)突破性的發(fā)展。展望未來(lái)，隨著高速通信需求的不斷增長(zhǎng)，銅互連將無(wú)法滿足傳輸需求，光互連技術(shù)將成為未來(lái)發(fā)展的一大選擇。

芯片封裝清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類(lèi)。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。

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