引线键合(Wire Bonding)原理:通过金属线(金、铜或铝)连接芯片焊盘与基板引脚,是最早的互连技术。应用场景:低密度封装,如消费电子和移动设备的DRAM/NAND芯片。摘要:引线键合(Wire Bonding)原理:通过金属线(金、铜或铝)连接芯片焊盘与基板引脚,是最早的互连技术。应用场景:低密度封装,如消费电子和移动设备的DRAM/NAND芯片。倒装芯片(Flip Chip)原理:芯片正面朝下,通过金属凸点(Bump)直接焊接至
倒装芯片(Flip Chip)原理:芯片正面朝下,通过金属凸点(Bump)直接焊接至基板,缩短电气路径,提升高频性能。应用场景:CPU、GPU、高速DRAM等高性能芯片。
硅通孔(TSV)键合原理:在硅芯片或中介层上钻孔并填充导电材料(如铜),实现垂直堆叠互连,支持3D封装。应用场景:高带宽存储器(HBM)、3D IC集成。
混合键合(Hybrid Bonding)原理:结合铜-铜直接键合和氧化物介质键合,实现无焊料、超细间距(应用场景:CMOS图像传感器、HBM高密度堆叠。
晶圆级封装(WLP)与扇出型封装(FOWLP)WLP:在晶圆阶段完成封装,支持芯片尺寸封装(Fan-In)和扩展型封装(Fan-Out)。FOWLP:通过环氧模塑料(EMC)扩展布线区域,实现多芯片集成,如苹果A系列处理器。
金属材料引线键合:金线(高导电性)、铜线(低成本但易氧化)、铝线(低端封装)。凸点与TSV:铜(主流填充材料)、焊料合金(Sn-Ag-Cu)。混合键合:铜(直接键合)、二氧化硅(介质层)。基板与中介层材料有机基板:低成本,用于消费电子;硅中介层:高布线密度(0.8μm线宽),但成本高。覆铜陶瓷基板:用于第三代半导体(如SiC)封装,具有高热导率,市场需求激增。保护与填充材料底部填充胶:环氧树脂,缓解热应力。模塑料:环氧模塑料(EMC),用于扇出型封装。电镀设备应用:晶圆凸块制备、TSV填充。代表产品:盛美半导体Ultra ECP GIII电镀设备,支持化合物半导体(SiC/GaN)晶圆级封装,均匀性达3%以内。键合与焊接设备真空共晶回流焊炉:中科光智的VSR系列,结合微波等离子去氧化技术,实现高可靠性钎焊。银烧结贴片机:用于碳化硅芯片封装,解决烧结过程中的碎裂问题。刻蚀与清洗设备TSV深孔刻蚀机:干法刻蚀技术,用于硅通孔形成。微波等离子清洗机:中科光智MWD系列,提升封装界面洁净度。封装测试设备覆铜陶瓷基板生产线:江丰电子子公司江丰同芯的国产化设备,满足第三代半导体需求。高密度与高频性能:混合键合、铜柱凸点技术将推动互连间距缩小至微米级。异质集成:Chiplet技术通过拆分功能模块降低成本,如5nm逻辑芯粒+28nm I/O芯粒组合。自动化与智能化:AI优化工艺参数,如Wire Bonder设备智能化升级。绿色封装:铜线替代金线、环保型清洗剂(如水基清洗剂)的应用。
通过以上技术、材料和设备的协同发展,半导体封装互连技术将持续推动高性能计算、AI芯片和5G通信领域的创新。
大家一块看看下边产品用了几种键合技术,分别是什么?
来源:半导体封装工程师之家一点号