3D封裝技術定義和解析

　　SIP有多種定義和解釋,其中一說是多芯片堆疊的3D封裝內(nèi)系統(tǒng)集成,在芯片的正方向堆疊2片以上互連的裸芯片的封裝。SIP是強調(diào)封裝內(nèi)包含了某種系統(tǒng)的功能封裝，3D封裝僅強調(diào)在芯片方向上的多芯片堆疊,如今3D封裝已從芯片堆疊發(fā)展到封裝堆疊,擴大了3D封裝的內(nèi)涵。

　　3D封裝的形式有很多種,主要可分為填埋型、有源基板型和疊層型等3類。填埋型三維立體封裝出現(xiàn)上世紀80年代,它是將元器件填埋在基板多層布線內(nèi)或填埋、制作在基板內(nèi)部，它不但能靈活方便地制作成填埋型,而且還可以作為IC芯片后布線互連技術,使填埋的壓焊點與多層布線互連起來。這就可以大大減少焊接點,提高電子部件封裝的可靠性。有源基板型是用硅圓片集技術，做基板時先采用一般半導體IC，制作方法作一次元器件集成化,形成有源基板，然后再實施多層布線,頂層再安裝各種其他IC芯片或元器件，實現(xiàn)3D封裝。疊層型三維立體封裝是將LSI、VLSI、2D-MCM,甚至WSI或者已封裝的器件,無間隙的層層疊裝互連而成。這類疊層型是應用最為廣泛的一種,其工藝技術不但應用了許多成熟的組裝互連技術,還發(fā)展了垂直互連技術,使疊層型封裝成為發(fā)展勢頭。但有源基板型3D封裝卻是人們一直力求實現(xiàn)的封裝。

　　伴隨著手機的大量使用，手機的功能越來越強大，既要實現(xiàn)輕、薄、小又要功能強大，這其中離不開的就是疊層型的3D封裝。目前有許多種基于堆疊方法的3D封裝,主要包括:硅片與硅片的堆疊(W2W)、芯片與硅片的堆疊(D2W)以及芯片與芯片的堆疊(D2D)。歸納起來其主要堆疊方式可以通過2種方法實現(xiàn)：封裝內(nèi)的裸片堆疊和封裝堆疊，封裝堆疊又可分為封裝內(nèi)的封裝堆疊和封裝間的封裝堆疊。

　　裸片堆疊的封裝主要有2種,一是MCP,二是SCSP。MCP涵蓋SCSP,SCSP是MCP的延伸。SCSP的芯片尺寸比MCP有更嚴格的規(guī)定，通常MCP是多個存儲器芯片的堆疊,而SCSP是多個存儲器和邏輯器件芯片的堆疊。裸片堆疊的關鍵技術是：

　?、賵A片的減薄技術,目前一般綜合采用研磨、深反應離子刻蝕法和化學機械拋光法等工藝,通常減薄到小于50μm,為確保電路的性能和芯片的可靠性,業(yè)內(nèi)人士認為晶圓減薄的極限為20μm左右。

　?、诘突《孺I合技術。因為芯片厚度小于150μm，所以鍵合弧度必須小于這個值。目前采用的25μm金絲的正常鍵合弧高為125μm，而用反向引線鍵合優(yōu)化工藝可以達到75μm以下的弧高。與此同時，反向引線鍵合工藝增加一個打彎工藝以保證不同鍵合層的間隙。

　　③懸梁上的引線鍵合技術。必須優(yōu)化懸梁上的引線鍵合技術，因為懸梁越長，鍵合時芯片變形越大。

　　④圓片凸點制作技術。

　　⑤鍵合引線無擺動模塑技術。裸片堆疊封裝的主要缺點就是堆疊中一層集成電路出問題，所有堆疊裸片都將報廢，但毫無疑問裸片堆疊能夠獲得更為緊湊的芯片體積和更為低廉的成本。例如AMKOR公司采用了裸片疊層的封裝比采用單芯片封裝節(jié)約了30%的成本。

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