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3D封装与TSV工艺技术;目录;叠层芯片封装技术，简称3D封装，是指在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术，它起源于快闪存储-器(NOIUNAND)及SDRAM的叠层封装。;——在各类基板内或多层布线介质层中“埋置”R、C或IC等元器件，最上层再贴装SMC/SMD来实现立体封装。;——Si圆片规模集成(WLS)后的有源基板上再实行多层布线,最上层再贴装SMC/SMD。;3.叠层型3D封装;3D封装按照封装堆叠及IC裸芯片焊接(键合)技术近二十年来经历着三个重要阶段,如下图所示。 有人将TSV技术称之为第四代封装技术。是基于微电子装联键合技术从软铅焊、丝焊和芯片凸点倒装焊到通孔互连技术的不断进步发展而言。;TSV (through silicon via)穿透硅通孔技术，简称硅通孔技术。TSV是利用垂直硅通孔完成芯片间互连的方法, 由于连接距离更短、强度更高, 它能实现更小更薄而性能更好、密度更高、尺寸和重量明显减小的封装, 同时还能用于异种芯片之间的互连。;TSV的主要技术环节： 通孔的形成 晶片减薄 TSV 键合;TSV技术特点;TSV互连尚待解决的关键技术难题和挑战： (1)通孔的刻蚀——激光VS.深反应离子刻蚀(DRIE)； (2)通孔的填充——材料(多晶硅、铜、钨和高分子导体等)和技术(电镀、化学气相沉积、高分子涂布等)； (3)工艺流程——先通孔(via-first)或后通孔(via-last)技术； (4)堆叠形式——晶圆到晶圆、芯片到晶圆或芯片到芯片； (5)键合方式——直接Cu-Cu键合、粘接、直接熔合、焊接和混合等； (6)超薄晶圆的处理——是否使用载体。;通孔的形成;干法刻蚀是用以等离子体形式存在的气体进行薄膜刻蚀的一项技术，具有两个特点： 一，与常态下的气体相比，等离子体中的这些气体的化学活性更强，为了更快的与材料发生反应以实现刻蚀去除的目的，应当根据被刻蚀材料的不同选择合适的气体； 二，为了达到利用物理能量转移实现刻蚀的目的，可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使得离子具有一定的能量，当其轰击被刻蚀物表面时，就会击出被刻蚀物材料的原子。 因此，干法刻蚀是晶圆片表面物理和化学两种过程相互平衡的结果，其中干法刻蚀又分为物理性刻蚀 化学性刻蚀以及物理化学性刻蚀三种.;将晶片放置于液态化学腐蚀液中进行的腐蚀称为湿法腐蚀。在腐蚀过程中，腐蚀液通过化学反映将接触的材料逐步浸蚀溶解掉。化学腐蚀的试剂包括很多种，有酸性的碱性的以及有机腐蚀剂等根据选择的腐蚀剂，又分为各向同性腐蚀以及各向异性腐蚀剂。 干法刻蚀用来刻蚀的气体流量容易控制，刻蚀速度和刻蚀深度可以计算，且侧壁近似垂直状，湿法腐蚀由于溶液的浓度会随着反应的进行不断变化，反应速率不易控制，所以渐渐被干法刻蚀所取代 但是湿法腐蚀成本低廉，而且对于同一个图形的硅晶圆在同样浓度溶液中的腐蚀过程是可以重复的。;由于激光具有高能量，高聚焦等特性，依据光热烧蚀和光化学裂蚀原理形成。目前常用的两种激光钻孔方式:CO2 激光钻孔， UV 激光钻孔。 CO2 激光钻孔是由光热烧蚀机理在极短的时间以波大于 760nm 的红外光将有机板材予以强热熔化或汽化，使之被持续移除而成孔。 UV 激光钻孔利用光化学裂蚀机理，通过发射位于紫外线区的，激光波长小于 400nm 的高能量光子，使基板材料中长分子链高分子有机化合物的化学键撕裂，在众多碎粒体积增大和外力抽吸下，使基材被快速移除，从而形成微孔。 UV激光钻孔不需要烧蚀的盲孔进行除胶渣工序，但是其加工方式为单孔逐次加工，在加工效率方面大大落后于 CO2 激光钻孔，一般 CO2 激光钻孔的速率是 UV 激光的 4~5 倍。;电化学刻蚀是一种采用液态腐蚀剂的湿法腐蚀工艺，它属于湿法刻蚀技术，必须有空穴的参与才能实现硅溶解的过程，为了实现定点刻蚀，通过光生空穴并控制空穴的输运过程将空穴输送到反应点，这就是所谓的光辅助电化学刻蚀技术。 此方面主要利用光生载流子效应产生空穴，且产生的空穴具有可控性，因此，采用该方法能够实现较高的深宽比，理论上通常可以达到 200 以上。;芯片减薄;减薄技术面临的首要挑战就是超薄化工艺所要求的50μm的减薄能力。传统上，减薄工艺仅仅需要将硅片从晶圆加工完成时的原始厚度减薄到300～400μm。在这个厚度上，硅片仍然具有相当的厚度来容忍减薄工程中的磨削对硅片的损伤及内在应力，同时其刚性也足以使硅片保持原有的平整状态。 另外，随着微电子工业的迅猛发展，圆片直径越来越大，当150mm、200mm甚至300mm圆片被减薄到150μm以下时，圆片翘曲和边缘损伤问题变得尤为严重。;目前业界的主流解决方案是采用东京精密公司所率先倡导的一体机思路，将硅片的磨削、抛光、保护膜去除、划片膜粘贴等