基于层级多尺度方法的TSV晶圆翘曲预测模型研究 被引量：1

1

作者 孙国立 秦飞 +1 位作者 代岩伟 李宝霞 《微电子学与计算机》 2023年第1期130-137,共8页

随着电子封装技术的发展,以晶圆级封装为代表的先进封装技术对集成密度、封装尺寸,及其制造和服役可靠性提出了更高的要求.TSV晶圆封装结构具有典型的结构多尺度特征,这对有限元模型的建立带来很大挑战.为此,本文提出了一种层级多尺度方... 随着电子封装技术的发展,以晶圆级封装为代表的先进封装技术对集成密度、封装尺寸,及其制造和服役可靠性提出了更高的要求.TSV晶圆封装结构具有典型的结构多尺度特征,这对有限元模型的建立带来很大挑战.为此,本文提出了一种层级多尺度方法,并验证了所提方法的有效性.围绕上述研究内容,首先,阐明了层级多尺度方法的原理和计算流程;其次采用层级多尺度方法建立了不同TSV晶圆封装工艺下的有限元模型,模拟研究了TSV转接板工艺制程中晶圆的翘曲演化,并与实验结果相对比;最后,研究了分区数量对层级多尺度方法精度的影响.研究结果表明,计算规模相当情况下,随着分区数量的增加,计算误差明显降低.与实验结果的对比表明,该方法有相对较高的晶圆翘曲预测精度.此外,本文发展的层级多尺度方法具有一定的可移植性,可以应用到其它同类具有多尺度特征的封装结构可靠性分析中,为解决大规模晶圆级封装翘曲预测问题提供了一种新的解决思略. 展开更多

关键词 tsv晶圆 封装 层级多尺度方法 翘曲 有限元模型

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基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺研究 被引量：3

2

作者 董西英 徐成翔 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2011年第4期151-155,共5页

基于TSV技术的封装技术是目前MEMS产品、存储器、3D IC封装中的高端和热点技术.本文论述了在国内处于领先并正在量产化研究阶段的基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺流程.通过理论分析和实验,重点研究了在封装流程中将铝刻蚀、去胶提... 基于TSV技术的封装技术是目前MEMS产品、存储器、3D IC封装中的高端和热点技术.本文论述了在国内处于领先并正在量产化研究阶段的基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺流程.通过理论分析和实验,重点研究了在封装流程中将铝刻蚀、去胶提前到金属镀覆之前的意义和所出现的镍滋生问题.研究表明,将铝刻蚀、去胶提前到金属镀覆之前可以缩短去胶时间,减少光刻胶的残留和金属镀覆层数;通过延长金属镀覆过程中每次UPW冲洗时间,在EN Ni中防止镀液结镍,并在镀锌时降低锌液的粘附性和镀锌后增加硝酸清洗步骤,即可消除镍滋生.以上研究对于提高封装效率和合格芯片率,降低成本是很有意义的. 展开更多

关键词 3DIC CIS tsv 晶圆级封装工艺流程 化学镀 镍滋生

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3D IC-TSV技术与可靠性研究 被引量：2

3

作者 贾国庆 林倩 陈善继 《电子技术应用》 北大核心 2015年第8期3-8,共6页

对三维(3 Dimension,3D)堆叠集成电路的硅通孔(Through Silicon Via,TSV)互连技术进行了详细的介绍,阐述了TSV的关键技术与工艺,比如对准、键合、晶圆减薄、通孔刻蚀、铜大马士革工艺等。着重对TSV可靠性分析的重要性、研究现状和热应... 对三维(3 Dimension,3D)堆叠集成电路的硅通孔(Through Silicon Via,TSV)互连技术进行了详细的介绍,阐述了TSV的关键技术与工艺,比如对准、键合、晶圆减薄、通孔刻蚀、铜大马士革工艺等。着重对TSV可靠性分析的重要性、研究现状和热应力分析方面进行了介绍。以传热分析为例,实现简单TSV模型的热仿真分析和理论计算。最后介绍了TSV技术市场化动态和未来展望。 展开更多

关键词 3D-tsv 通孔 晶圆减薄 键合 热可靠性

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3D-TSV封装技术 被引量：9

4

作者 燕英强 吉勇 明雪飞 《电子与封装》 2014年第7期1-5,共5页

3D-TSV封装技术是实现多功能、高性能、高可靠且更轻、更薄、更小的系统级封装最有效的技术途径之一。3D-TSV封装关键技术包括:通孔制作、通孔薄膜淀积、磁控溅射、通孔填充、铜化学机械研磨、超薄晶圆减薄、芯片/晶圆叠层键合等。阐述... 3D-TSV封装技术是实现多功能、高性能、高可靠且更轻、更薄、更小的系统级封装最有效的技术途径之一。3D-TSV封装关键技术包括:通孔制作、通孔薄膜淀积、磁控溅射、通孔填充、铜化学机械研磨、超薄晶圆减薄、芯片/晶圆叠层键合等。阐述了每种关键技术的工艺原理、技术特点、应用范围及发展前景,关键设备、关键材料以及TSV在三维封装技术中的应用。 展开更多

关键词 3D-tsv封装 通孔 铜化学机械研磨 超薄晶圆减薄 芯片 晶圆叠层键合

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射频微系统2.5D/3D封装技术发展与应用 被引量：21

5

作者 崔凯 王从香 胡永芳 《电子机械工程》 2016年第6期1-6,共6页

2.5D/3D封装技术是满足未来射频系统更高集成度、更高性能、更高工作频率需求的主要手段。文中介绍了目前微系统2.5D/3D封装技术的发展趋势及硅通孔(TSV)、微凸点/铜柱、圆片级封装等先进的高密度封装技术,并关注了2.5D/3D封装技术在射... 2.5D/3D封装技术是满足未来射频系统更高集成度、更高性能、更高工作频率需求的主要手段。文中介绍了目前微系统2.5D/3D封装技术的发展趋势及硅通孔(TSV)、微凸点/铜柱、圆片级封装等先进的高密度封装技术,并关注了2.5D/3D封装技术在射频微系统领域的应用及挑战,为射频微系统集成封装技术研究提供参考。 展开更多

关键词 2.5D/3D封装 射频微系统 硅通孔 圆片级封装 热管理

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内置皮拉尼计的硅通孔圆片级MEMS真空封装研究

6

作者 汪学方 《机械与电子》 2018年第10期7-11,共5页

针对现有的圆片级真空封装存在检测难、易泄漏等问题,提出了内置皮拉尼计的硅通孔圆片级MEMS真空封装方法。研制了用于圆片级真空封装导线互连的硅通孔,探讨了玻璃盖板与硅圆片之间阳极键合工艺与硅圆片与硅圆片之间的金硅共晶键合工艺... 针对现有的圆片级真空封装存在检测难、易泄漏等问题,提出了内置皮拉尼计的硅通孔圆片级MEMS真空封装方法。研制了用于圆片级真空封装导线互连的硅通孔,探讨了玻璃盖板与硅圆片之间阳极键合工艺与硅圆片与硅圆片之间的金硅共晶键合工艺,研制了用于检测封装壳体内部真空度的皮拉尼计;研制了内置皮拉尼计的4英寸硅通孔圆片级真空封装,研制了低温激活非蒸散型吸气剂。实验研究表明,该研究解决了长时间保持真空度的问题。 展开更多

关键词 硅通孔 圆片级 真空封装

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晶圆级多层堆叠技术 被引量：2

7

作者 郑凯 周亦康 +3 位作者 宋昌明 蔡坚 高颖 张昕 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第3期178-187,共10页

随着5G和人工智能等新型基础设施建设的不断推进,单纯通过缩小工艺尺寸、增加单芯片面积等方式带来的系统功能和性能提升已难以适应未来发展的需求。晶圆级多层堆叠技术作为能够突破单层芯片限制的先进集成技术成为实现系统性能、带宽... 随着5G和人工智能等新型基础设施建设的不断推进,单纯通过缩小工艺尺寸、增加单芯片面积等方式带来的系统功能和性能提升已难以适应未来发展的需求。晶圆级多层堆叠技术作为能够突破单层芯片限制的先进集成技术成为实现系统性能、带宽和功耗等方面指标提升的重要备选方案之一。对目前已有的晶圆级多层堆叠技术及其封装过程进行了详细介绍;并对封装过程中的两项关键工艺,硅通孔工艺和晶圆键合与解键合工艺进行了分析;结合实际封装工艺对晶圆级多层堆叠过程中的可靠性管理进行了论述。在集成电路由二维展开至三维的发展过程中,晶圆级多层堆叠技术将起到至关重要的作用。 展开更多

关键词 晶圆级多层堆叠 2.5D和3D封装 硅通孔(tsv) 晶圆键合与解键合 可靠性管理

原文传递

用于监测硅片应力的红外光弹仪 被引量：3

8

作者 兰天宝 潘晓旭 苏飞 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期706-710,共5页

为检测硅片在制造工艺中的应力变化,研制了可用于硅片应力检测/监测的红外光弹(IRPE)系统,获得了芯片的红外光弹图像。利用该系统得出了硅通孔(TSV)结构在退火过程中的应力变化,并发现虽然制造技术和工艺完全一样,但每个TSV的初始残余... 为检测硅片在制造工艺中的应力变化,研制了可用于硅片应力检测/监测的红外光弹(IRPE)系统,获得了芯片的红外光弹图像。利用该系统得出了硅通孔(TSV)结构在退火过程中的应力变化,并发现虽然制造技术和工艺完全一样,但每个TSV的初始残余应力是不同的。不同的TSV取得零应力的温度点也不相同,然而当温度达到一定值时,所有TSV都将保持零应力状态。此外,该系统也用于晶圆键合质量的评价,相对于一般红外显微镜,其检测效果更佳,与超声法相比,其检测效果相当,但效率更高且不需耦合剂。 展开更多

关键词 硅通孔(tsv) 应力 光弹法 红外光弹(IRPE)系统 晶圆键合质量检测

原文传递

圆片级封装全硅梳齿电容式MEMS加速度计设计 被引量：5

9

作者 牛昊彬 孙国良 +1 位作者 王帅民 张方媛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期672-676,共5页

针对小型化惯性测量单元对加速度计的集成需求,设计制作了一款全硅梳齿电容式MEMS加速度计。该加速度计采用"日"字型结构方案,检测和施力反馈电容由变间隙的梳齿组成,可动结构采用深硅反应离子干法刻蚀实现,芯片采用硅-硅键... 针对小型化惯性测量单元对加速度计的集成需求,设计制作了一款全硅梳齿电容式MEMS加速度计。该加速度计采用"日"字型结构方案,检测和施力反馈电容由变间隙的梳齿组成,可动结构采用深硅反应离子干法刻蚀实现,芯片采用硅-硅键合圆片级常压封装,芯片内部电信号通过深反应离子刻蚀和湿法腐蚀加工的硅通孔引出。该加速度计芯片最终和模拟ASIC电路采用陶瓷管壳封装,整表尺寸12.7×12.7×3.25 mm^3。小批量测试结果显示该加速度计标度因数约80 m V/g,0 g输出稳定性优于100mg(1σ),零偏稳定性和重复性优于100mg(1σ),-40°C^+70°C零偏漂移小于20 mg。 展开更多

关键词 MEMS加速度计 梳齿 全硅 tsv 圆片级

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具有周边硅通孔的晶圆级芯片封装有限元分析 被引量：2

10

作者 罗宁 陈精一 许庭生 《电子与封装》 2020年第4期13-18,共6页

针对外围分布着硅通孔的晶圆级芯片封装结构,利用有限元分析软件ANSYS建立全局模型与次模型,在温度循环试验规范条件下将封装体与硅通孔结构分开进行仿真与探讨。了解模型受到温度载荷所产生的热力学行为。研究发现封装体在经历温度循... 针对外围分布着硅通孔的晶圆级芯片封装结构,利用有限元分析软件ANSYS建立全局模型与次模型,在温度循环试验规范条件下将封装体与硅通孔结构分开进行仿真与探讨。了解模型受到温度载荷所产生的热力学行为。研究发现封装体在经历温度循环试验后所产生的位移呈现圆形对称分布,结构在高温时向外翘曲,在低温时向内弯曲;重布线层在与锡球交界处会产生明显的应力集中。硅通孔结构中铜垫片越接近开孔所受应力越大;硅通孔结构的重布线层部分,应力集中在转角处以及靠近钝化保护层交界处。 展开更多

关键词 有限元分析 硅通孔 晶圆级芯片封装 温度循环试验

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晶圆级封装中的垂直互连结构 被引量：11

11

作者 徐罕 朱亚军 +3 位作者 戴飞虎 高娜燕 吉勇 王成迁 《电子与封装》 2021年第10期83-90,共8页

随着电子产品需求的不断提升,半导体封装技术的发展已经从2D结构发展到2.5D乃至3D结构,这对包括高密度集成和异质结构封装在内的系统级封装(System in Packaging,SiP)提出了更高的要求。以当下热门的晶圆级封装为切入点,重点阐述并总结... 随着电子产品需求的不断提升,半导体封装技术的发展已经从2D结构发展到2.5D乃至3D结构,这对包括高密度集成和异质结构封装在内的系统级封装(System in Packaging,SiP)提出了更高的要求。以当下热门的晶圆级封装为切入点,重点阐述并总结目前在晶圆级封装结构中出现的3种垂直互连结构:硅通孔(Through Silicon Via,TSV)、塑封通孔(Through Molding Via,TMV)、玻璃通孔(Through Glass Via,TGV)。这3种垂直互连结构也是业内公认的推进三维集成封装的关键技术。从3种垂直互连结构的发展历史、工艺方法和应用领域等多个方面进行提炼总结,明确垂直互连结构的现状能力及未来挑战,为晶圆级三维集成封装技术开发和探索提供参考。 展开更多

关键词 晶圆级封装 垂直互连 硅通孔 塑封通孔 玻璃通孔

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解决高级半导体封装应用难题的临时接合技术发展 被引量：3

12

作者 Ramachandran K.Trichur Tony D.Flaim 《电子工业专用设备》 2018年第1期29-35,共7页

薄晶圆处理(TWH)技术的应用在逐渐增长和多样化,该技术将设备基材临时接合到支撑载体上。TWH技术广泛用于高级半导体封装的应用中,例如用于制造具有TSV、3D-IC和扇出型晶圆级封装的2.5-D中介层。临时接合技术已得到成功运用,可以在这些... 薄晶圆处理(TWH)技术的应用在逐渐增长和多样化,该技术将设备基材临时接合到支撑载体上。TWH技术广泛用于高级半导体封装的应用中,例如用于制造具有TSV、3D-IC和扇出型晶圆级封装的2.5-D中介层。临时接合技术已得到成功运用,可以在这些高级封装形式的制造过程中,对常见的所有背面加工中的薄基材进行处理。在解决每项应用中独特难题的过程中,引入了多代的粘合剂接合材料和新的接合与分离(剥离)技术。回顾了TWH技术的发展,并对加工的要求和复杂性(可对选择的接合材料与剥离方法进行界定)进行说明。 展开更多

关键词 薄晶圆处理 临时接合 剥离 高级封装 扇出型晶圆级封装 中介层 硅通孔

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晶圆级集成技术研究进展

13

作者 赵国强 赵毅 《功能材料与器件学报》 CAS 2023年第1期12-21,共10页

随着物联网时代的来临,传统的传感器芯片与存算芯片相分离的架构已难以满足实际场景的需求。3D集成技术能够缩短传感器芯片与存算芯片间的物理距离,实现功能扩展,提升系统能效。晶圆级集成由于对准精度高和互连密度大,一直是学界和产业... 随着物联网时代的来临,传统的传感器芯片与存算芯片相分离的架构已难以满足实际场景的需求。3D集成技术能够缩短传感器芯片与存算芯片间的物理距离,实现功能扩展,提升系统能效。晶圆级集成由于对准精度高和互连密度大,一直是学界和产业界的研究热点。文章对晶圆级集成技术中的两种主流工艺,包括硅通孔和混合键合工艺,进行了系统性介绍;并结合国内外多个研究机构的最新进展,对其发展方向进行了展望,以实现适用于感存算一体化芯片的晶圆级集成工艺。 展开更多

关键词 晶圆级集成 3D集成 硅通孔(tsv) 混合键合(HB) 感存算一体化

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