面向扇出型圆片级封装的内嵌硅转接板技术基础研究
发布时间：2020-12-14 11:38
随着信息社会快速发展,人们对智能设备无论是外观设计还是性能应用上的需求与依赖都在不断提高。这些智能设备的核心则是基于半导体技术的微电子芯片。ITRS半导体技术蓝图2.0报告预测2021年最小晶体管尺寸将不再缩小,芯片层面集成与先进封装被认为是延续突破摩尔定律的关键路径,其中扇出型圆片级封装（Fan-Out Wafer Level Package,简称“FOWLP”）为先进封装的典型代表。根据国内外扇出型圆片级封装技术最新进展,本文提出了内嵌硅转接板技术,设计了面向不同应用的内嵌硅转接板实现扇出型圆片级封装叠层,该内嵌转接板衬底上含有数个凹坑结构,凹坑侧壁具有金属布线层,凹坑底部具有垂直贯穿衬底的电互连结构,两者结合实现贯穿内嵌硅转接板两个表面的电互连;微电子芯片通过正面贴装或倒装焊方式集成在凹坑底部,不同凹坑内芯片之间可通过上表面重布线层实现电连接,基于此种内嵌硅转接板叠层结构实现了扇出型圆片级3D封装。本文主要研究内容如下:（1）针对低频数字IC扇出型圆片级封装应用,提出了 一种以低阻硅柱为电互连的内嵌硅转接板设计结构。开发了玻璃回流工艺和KOH湿法腐蚀工艺,在凹坑衬底上实现了低阻硅...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３封装发展路线图??
Ｆｏｃｕｓ?ｏｎ?ＦＯＷＬＰ?ａｎｄ?Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｄｉｅｓ??图１－４圆片级封装种类??图１－３是封装技术发展路线图。其中扇出型系统封装（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ??Ｐａｃｋａｇｅ，简称?“ＦＯ?ＳｉＰ”）、嵌入式系统集成封装（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??简称?“ＥＳｉＰ”）扇出型封装上封装（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称?“ＦＯ?ＰｏＰ”）??等是先进封装的典型代表。２０１０年至２０２０年的低引脚数多功能型的封装结构主??要是ＦＯ?ＳｉＰ、ＦＯ?ＰｏＰ封装结构为前沿。其中系统级封装（Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??简称“ＳｉＰ”）是将？个或多个芯片或者无源器件（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ｐａｓｓｉｖｅ?ｄｅｖｉｃｅ，简称??“ＩＰＤ”）封装在一个结构里。封装上封装（Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称“ＰｏＰ”）与??封装内封装（Ｐａｃｋａｇｅ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称“ＰｉＰ”）是在原先的封装基础上通过倒装??焊接方式（Ｆｌｉｐ－Ｃｈｉｐ，简称“ＦＣ”）或者引线键合将两个或多个芯片封装最后形??成器件。ＰｏＰ与ＰｉＰ主要区别是芯片之间封装方式的不同
Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称?“ＩｎＦＯ?ＷＬＰ”）解决方案被用于?Ａｐｐｌｅ?（苹果）ｉＰｈｏｎｅ??７?Ａ１０处理的封装应用上，Ａ１０处理器的最终性能达到Ａ９处理器两倍，这一芯??片问世更是将ＦＯ?ＷＬＰ推到了空前的高度，图１－５是ＦＯ?ＷＬＰ市场预测图，Ｆ０??ＷＬＰ每年市场需求逐年提升，预测２０１９年市场需求将达到２００亿美元。??ＦＯ封装技术解决了?Ｉ／Ｏ数问题的同时还赋予灵活的设计空间，因此诸多扇??出型封装结构孕育而生，如台积电的ＩｎＦＯ?ＷＬＰ和ＩｎＦＯ＿ＰｏＰ结构、三星的ｅＰｏＰ??结构，艾克尔的桂圆片集成扇出型技术（Ｓｉｌｉｃｏｎ?Ｗａｆｅｒ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｆａｎ－Ｏｕｔ??Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，简称?“ＳＷＩＦＴ”）结构。??１．１．２扇出型圆片级封装技术的国内外研究现状??２００６年，英飞凌公司首次提出内嵌圆片级封装（ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｂａｌｌ??Ｇｒｉｄ?Ａｒｒａｙ，“ＥＷＬＢ”）技术［３］解决了?Ｉ／Ｏ扇出型问题，如图１－６所示。即将制作好??的硅圆片进行测试、掩膜和切割分离。将这些测试完好的裸硅芯片正面朝下放置??在载体系统上
【参考文献】：
期刊论文
[1]Chaboche随动硬化模型参数确定及棘轮效应[J]. 姜金朋,陈涛,金平,王珏. 北京航空航天大学学报. 2014(10)
[2]TMAH+Triton中Si湿法腐蚀机理研究现状[J]. 姚明秋,苏伟,唐彬,王芳. 微纳电子技术. 2014(06)
[3]KOH各向异性腐蚀中预处理对硅表面粗糙度的影响[J]. 夏伟锋,冯飞,王权,熊斌,戈肖鸿. 半导体光电. 2010(04)
[4]硼硅玻璃与硅阳极键合机理及其界面微观结构分析[J]. 秦会峰,杨立强,孟庆森. 兵器材料科学与工程. 2009(01)
[5]超声技术在硅湿法腐蚀中的应用[J]. 曾毅波,王凌云,谷丹丹,孙道恒. 光学精密工程. 2009(01)
[6]TMAH腐蚀液制作硅微结构的研究[J]. 张建辉,李伟东,万红,吴学忠. 传感技术学报. 2006(03)
[7]用于MEMS的硅湿法深槽刻蚀技术研究[J]. 张正元,徐世六,刘玉奎,杨国渝,税国华. 微电子学. 2004(05)
[8]TMAH单晶硅腐蚀特性研究[J]. 邓俊泳,冯勇建. 微纳电子技术. 2003(12)
[9]Si基片各向异性腐蚀特性研究[J]. 姜胜林,曾亦可,刘少波,刘梅冬. 华中科技大学学报(自然科学版). 2003(10)
[10]使用超声搅拌实现精密KOH各向异性体硅腐蚀[J]. 陈兢,刘理天,李志坚,谭智敏,蒋前哨,方华军,徐扬,刘燕翔. 半导体学报. 2002(04)
硕士论文
[1]应力状态与断裂应变关系—纯铜材料试验与数值计算分析[D]. 蔡德良.广西大学 2016
本文编号：2916348
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３封装发展路线图??
Ｆｏｃｕｓ?ｏｎ?ＦＯＷＬＰ?ａｎｄ?Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｄｉｅｓ??图１－４圆片级封装种类??图１－３是封装技术发展路线图。其中扇出型系统封装（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ??Ｐａｃｋａｇｅ，简称?“ＦＯ?ＳｉＰ”）、嵌入式系统集成封装（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??简称?“ＥＳｉＰ”）扇出型封装上封装（Ｆａｎ－Ｏｕｔ?Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称?“ＦＯ?ＰｏＰ”）??等是先进封装的典型代表。２０１０年至２０２０年的低引脚数多功能型的封装结构主??要是ＦＯ?ＳｉＰ、ＦＯ?ＰｏＰ封装结构为前沿。其中系统级封装（Ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，??简称“ＳｉＰ”）是将？个或多个芯片或者无源器件（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ｐａｓｓｉｖｅ?ｄｅｖｉｃｅ，简称??“ＩＰＤ”）封装在一个结构里。封装上封装（Ｐａｃｋａｇｅ?ｏｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称“ＰｏＰ”）与??封装内封装（Ｐａｃｋａｇｅ?ｉｎ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称“ＰｉＰ”）是在原先的封装基础上通过倒装??焊接方式（Ｆｌｉｐ－Ｃｈｉｐ，简称“ＦＣ”）或者引线键合将两个或多个芯片封装最后形??成器件。ＰｏＰ与ＰｉＰ主要区别是芯片之间封装方式的不同
Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｐａｃｋａｇｅ，简称?“ＩｎＦＯ?ＷＬＰ”）解决方案被用于?Ａｐｐｌｅ?（苹果）ｉＰｈｏｎｅ??７?Ａ１０处理的封装应用上，Ａ１０处理器的最终性能达到Ａ９处理器两倍，这一芯??片问世更是将ＦＯ?ＷＬＰ推到了空前的高度，图１－５是ＦＯ?ＷＬＰ市场预测图，Ｆ０??ＷＬＰ每年市场需求逐年提升，预测２０１９年市场需求将达到２００亿美元。??ＦＯ封装技术解决了?Ｉ／Ｏ数问题的同时还赋予灵活的设计空间，因此诸多扇??出型封装结构孕育而生，如台积电的ＩｎＦＯ?ＷＬＰ和ＩｎＦＯ＿ＰｏＰ结构、三星的ｅＰｏＰ??结构，艾克尔的桂圆片集成扇出型技术（Ｓｉｌｉｃｏｎ?Ｗａｆｅｒ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｆａｎ－Ｏｕｔ??Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，简称?“ＳＷＩＦＴ”）结构。??１．１．２扇出型圆片级封装技术的国内外研究现状??２００６年，英飞凌公司首次提出内嵌圆片级封装（ｅｍｂｅｄｄｅｄ?Ｗａｆｅｒ?Ｌｅｖｅｌ?Ｂａｌｌ??Ｇｒｉｄ?Ａｒｒａｙ，“ＥＷＬＢ”）技术［３］解决了?Ｉ／Ｏ扇出型问题，如图１－６所示。即将制作好??的硅圆片进行测试、掩膜和切割分离。将这些测试完好的裸硅芯片正面朝下放置??在载体系统上
【参考文献】：
期刊论文
[1]Chaboche随动硬化模型参数确定及棘轮效应[J]. 姜金朋,陈涛,金平,王珏. 北京航空航天大学学报. 2014(10)
[2]TMAH+Triton中Si湿法腐蚀机理研究现状[J]. 姚明秋,苏伟,唐彬,王芳. 微纳电子技术. 2014(06)
[3]KOH各向异性腐蚀中预处理对硅表面粗糙度的影响[J]. 夏伟锋,冯飞,王权,熊斌,戈肖鸿. 半导体光电. 2010(04)
[4]硼硅玻璃与硅阳极键合机理及其界面微观结构分析[J]. 秦会峰,杨立强,孟庆森. 兵器材料科学与工程. 2009(01)
[5]超声技术在硅湿法腐蚀中的应用[J]. 曾毅波,王凌云,谷丹丹,孙道恒. 光学精密工程. 2009(01)
[6]TMAH腐蚀液制作硅微结构的研究[J]. 张建辉,李伟东,万红,吴学忠. 传感技术学报. 2006(03)
[7]用于MEMS的硅湿法深槽刻蚀技术研究[J]. 张正元,徐世六,刘玉奎,杨国渝,税国华. 微电子学. 2004(05)
[8]TMAH单晶硅腐蚀特性研究[J]. 邓俊泳,冯勇建. 微纳电子技术. 2003(12)
[9]Si基片各向异性腐蚀特性研究[J]. 姜胜林,曾亦可,刘少波,刘梅冬. 华中科技大学学报(自然科学版). 2003(10)
[10]使用超声搅拌实现精密KOH各向异性体硅腐蚀[J]. 陈兢,刘理天,李志坚,谭智敏,蒋前哨,方华军,徐扬,刘燕翔. 半导体学报. 2002(04)
硕士论文
[1]应力状态与断裂应变关系—纯铜材料试验与数值计算分析[D]. 蔡德良.广西大学 2016
本文编号：2916348
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