芯片封装已经从其为分立芯片提供保护和I/O的传统定义扩展到包括越来越多的互连多种类型芯片的方案。通过在小面积内支持高设备密度,先进的封装已经成为将更多的功能嵌入到各种电子产品,如移动电话和自动驾驶汽车中不可或缺的一部分。芯片封装行业的进步甚至导致IEEE元器件、制造和技术协会(CPMT)在2017年更名为电子封装协会,扩大了其最初的技术范围[1]。
一种先进的封装技术被称为“晶圆级封装”(WLP),在这种封装中,集成电路是晶圆的一部分。这种类型的封装可以创建一个晶圆封装,几乎是相同大小的原始模具。晶圆级封装的一个例子是嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB),它最初是由英飞凌在2000年末的[2]开发的。这种封装类型的变体目前被许多sat使用。在这种封装方案中,已知好的模具面朝下放置在载体晶圆上,然后嵌入在环氧模具中。模具组合形成一个可重组的晶圆片,然后对其进行加工,形成带有凸起的再分布层(rdl),用于“扇出”再分布。重组后的晶圆在最终使用前被切成小块(图1)。
图1:eWLB处理
与晶圆级封装结合使用的其他先进封装技术如图2所示。
通硅通道(TSV)是一种垂直互连,完全通过硅衬底。在图2中,TSV被描绘在一个硅插入器中,插入器提供了高密度模具及其封装连接之间的电气接口。tsv最初是作为线键合的替代方案推广的,它可以实现多模堆叠,实现3D集成,同时通过最小化互连长度优化电阻。
rdl是导电互连,为I/O将电连接重新分配到模块;它们可以位于骰子的一侧或两侧。为了跟上今天的带宽和I/O需求,RDL线宽和间距要求正在日益缩小,并且正在类似于BEOL(线后端)连接的处理,使用铜大马士革处理,以实现更小的线宽。同样,取代传统的焊料凸点,铜柱被用于实现模具之间的细间距连接。
图2:设备包的示例。
先进的封装技术不断发展,支持提高的设备密度和I/O连接。最近开发的一种技术,铜混合键合,可以通过将一个表面上的铜和电介质直接键合到另一个活动表面上的相应区域,从而绕过碰撞的间距限制。我们热切期待着这些新的包装创新,这将使下一代先进的电子产品。
IEEE电子封装学会。https://eps.ieee.org/about/eps-history.html
[2] M.Brunbauer,E.Fürgut,G.Beer和T.Meyer,“嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB)”2006第八届电子封装技术会议,新加坡,2006,第1-5页,doi: 10.1109/EPTC.2006.342681。