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目前,晶圆键合在业内是个什么样的行情?

更新时间:2023-01-30  |  点击率:522
  晶圆键合的概述:
 
  由于光刻的延迟和功率限制的综合影响,制造商无法水平缩放,因此制造商正在垂直堆叠芯片设备,含三维集成技术。
 
  由于移动设备的激增推动了对更小电路尺寸的需求,这已变得至关重要,但这种转变并不总是那么简单。三维集成方案可以采用多种形式,具体取决于所需的互连密度。图像传感器和高密度存储器可能需要将一个芯片直接堆叠在另一个芯片上,并通过硅通孔连接,而系统级封装设计可能会将多个传感器及其控制逻辑放在一个重新分配层上。
 

 

  晶圆键合的业内行情:
 
  EV Group业务发展总监Thomas Uhrmann认为,对于设计师来说,关键问题不是如何物理地包含单个模块,而是如何集成一个复杂的系统。尽管如此,从相对低密度的扇出晶圆级封装到高密度芯片堆叠的所有形式的3D集成都存在一些具有挑战性的组装问题。
 
  首先,为了确保一致的机械和电气连接,并方便进行任何进一步的光刻步骤,应将复杂堆叠中的每个晶片和每个重新分布层或其他元素平面化。这可以通过抛光,在现有形貌的顶部沉积电介质或键合剂或同时在两者之上实现。
 
  其次,硅,金属互连以及诸如键合剂之类的辅助材料可以具有非常不同的热膨胀系数。组装过程必须控制应力和翘曲,以确保蕞终封装中的可靠连接。例如,封装设计可能包含可适应工艺引起的应力的顺应性材料。或者,它可以通过限制高温处理来减少应力。例如,与需要高温的键合剂相比,可以在室温下施加和固化的键合剂对系统的应力较小。
 
  蕞后,组装涉及单个晶片,由单个晶片重构的晶片以及带有暴露的硅通孔的薄晶片的精确处理和对准。处理步骤可能涉及晶片的正面和背面。例如,在完整的封装中,芯片可能会停留在TSV的顶部并通过TSV连接到再分布层,而有源层会面对面或面对面地结合到另一个芯片。
 
  确切的处理顺序各不相同,但是通常通常必须将晶圆键合到一个或多个临时载体衬底上或从中分离。在去年的IEEE电子元件和技术会议上发表的工作中,布鲁尔科学(Brewer Science)WLP材料部的应用工程师Shelly Fowler指出,晶圆倒装很常见。在将晶片转移到后附接的载体上以进行进一步的前处理之前,前附接的载体允许减薄和其他背面处理。
 
  结果,正面朝上和背面朝上运输晶圆。
 
  因此,廉价且可重复使用的晶圆载体以及坚固,可拆卸的键合剂层是高级组装工艺的基本要素。弟一个3D集成方案使用的钢载体在机械和化学方面都非常坚固,并且能够承受退火,焊料回流和其他热过程。
 
  蕞近,玻璃已成为一种选择的材料。它有利于从载体侧进行对准,并允许使用激光剥离方法(如下所述)。但是,Uhrmann指出,可能需要对依赖于光或阴影的晶圆检测和对准系统进行重新设计,以容纳玻璃载体。完整的生产线可能需要进行大量更改。
 
  无论选择哪种载体,通常都将键合剂旋涂,然后固化。晶圆的正面可能需要相对较厚的一层,以平坦化现有的形貌并保护电路组件。福勒说,从背面看,平面化的必要性较低,而较薄的层则较不易弯曲。键合剂的具体选择取决于要使用的剥离方法。有四种可能性-化学,热,机械和激光剥离。