关键的装配技术
成功的3D封装是晶圆级和封装级核心技术发展和革新的结果。例如,芯片厚度的控制对于在封装堆叠解决方案中实现薄的模盖是非常关键的。对于晶圆的减薄, 背面研磨到100微米以下并不困难,但是,减薄工艺必须要进行优化以保证裸片的质量和可靠性。在晶片背面机械研磨过程中,硅晶粒形变很容易导致应力,并引发可靠性(例如裸片破裂)和工艺处理的问题(例如处理扭曲的晶片)。因此需要抛光来消除硅晶粒形变,目前已经提出了几种技术,例如CMP,湿刻蚀和等离子刻蚀。表2给出了在先进的晶圆减薄工艺下对裸片扭曲的控制和能够达到的表面粗糙等级。
线焊技术是决定封装堆叠模盖最小高度和S-CSP裸片堆叠高度的一个关键因素。裸片表面和模盖之间需要低的焊线成形高度和长的线焊间隙,这样相对裸片焊盘引出的导线来说窄小。只要间隙大于0.3毫米,就足够使用传统的球焊技术,这样使得高产率和优异的焊接质量成为可能。但是3D封装中的多裸片或多封装需要间隙小于0.3毫米,因此需要应用不同的线焊技术。
·球焊技术在被不断地改进以减小焊线成形的轮廓。
·支架型针脚焊接(SSB)首先使用球焊到焊针上,接着针焊接到已经有金接线柱的裸片焊盘上。这项技术在不损坏焊线的情况下允许焊线成形高度小于100微米。因为焊接步骤更多,这种焊接技术相比传统的球焊产率更低。
·金楔焊接能够做到焊线成形高度小于75微米,但是焊点间距必须大于典型的球焊接。
总的来说,在完成设计之前需要仔细研究衬底焊针的设计和线焊方法选择。