在后摩爾時(shí)代,垂直堆疊封裝被視為延續(xù)摩爾定律的重要舉措,多芯片垂直堆疊常見(jiàn)的就是 2.5D和 3D 封裝封裝技術(shù)的逐漸發(fā)展使得芯片的封裝形式由傳統(tǒng)的單芯片封裝發(fā)展至 2D 多芯片封裝但是隨著對(duì)封裝密度需求的進(jìn)一步增加,想要再提升封裝密度就必須在垂直方向上下功夫.硅通孔(ThroughSilicon Via.TSV) 技術(shù)的出現(xiàn)使芯片的垂直堆疊成為了可能,由此誕生了 2.5D 和3D 封裝技術(shù)嚴(yán)格來(lái)說(shuō),只有 3D 封裝實(shí)現(xiàn)了多芯片在垂直方向上的堆譽(yù)而 2.5D 封裝使將多個(gè)芯片平行排列在中介層上,因其封裝密度大于傳統(tǒng) 2D 封裝但小于3D 封裝特將其稱為 2.5D 封裝圖1為 2.5D 和3D 封裝結(jié)構(gòu)示意圖.

2.5D 封裝一般要借助硅中介層(Silicon Inter-poser),裸片(Die) 被平行放置在中介層的頂部,中介層充當(dāng)芯片與基板的橋梁,能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供更多的I/O 寬帶。中介層是一種由硅和有機(jī)材料組成的硅基板,它承擔(dān)著傳遞電信號(hào)的作用,是裸片與印刷電路板(PCB)之間的橋梁.裸片一般是通過(guò)微凸塊(Microbumps) 與中介層的布線層連接,而中介層則通過(guò)錫球與下層基板相連.中介層的上下導(dǎo)通則一般通過(guò) TSV 等手段實(shí)現(xiàn)3D 封裝則是將具有 TSV 結(jié)構(gòu)的裸片垂直堆疊從而實(shí)現(xiàn)縱向的集成.3D 封裝的裸片通過(guò)微凸塊甚至無(wú)凸塊相連,由于 TSV 沿著芯片垂直方向以最短的路徑傳輸信號(hào).因此.3D 封裝能夠?qū)崿F(xiàn)更快的信號(hào)傳輸和更高的帶寬。

與 2.5D 封裝相比3D 封裝不需要使用中介層減小了成本,且具有更高的集成度,滿足 5G 器件集成的小型化和降低成本的要求,是一個(gè)極佳的解決方案.盡管3D 封裝可以被認(rèn)為是最先進(jìn)的 IC 封裝形式,但它存在嚴(yán)重的可靠性和測(cè)試問(wèn)題.且對(duì)于大功率的 5G 器件來(lái)說(shuō)該問(wèn)題尤為突出,芯片和互連密度較高的有限暴露區(qū)域加劇了散熱和機(jī)械可靠性問(wèn)題此外,可靠性測(cè)試方法的缺乏是另一個(gè)需要克服的挑戰(zhàn).目前也有很多學(xué)者針對(duì) 3D 封裝的可靠性問(wèn)題進(jìn)行研究例如,Lian 等人應(yīng)用模擬方法對(duì)3D SiP結(jié)構(gòu)直流電阻和寄生電感進(jìn)行電學(xué)比較對(duì) Theta-JA進(jìn)行熱比較并對(duì)3D SiP 封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行翹曲比較此外,他們還建立了典型的可靠性測(cè)試(溫度循環(huán)測(cè)試高溫儲(chǔ)存壽命測(cè)試、無(wú)偏高加速應(yīng)力測(cè)試),以驗(yàn)證3D SiP 結(jié)構(gòu)在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)/可穿戴和 5G 設(shè)備應(yīng)用中的應(yīng)用.他們的工作完成了封裝級(jí)的可靠性測(cè)試項(xiàng)目,并且展示了3D SiP架構(gòu)的可行性應(yīng)用.

需要聲明的是,即使 3D 較 25D 封裝更能滿足小型化和成本要求,但是由于 2.5D 的可靠性很高,更適用于大批量制造.究竟選擇哪一種形式還要根據(jù)具體需求進(jìn)行權(quán)衡.可預(yù)見(jiàn)的是,未來(lái) 5G 及后代毫米波器件的封裝必是以 3D 形式為主。

先進(jìn)封裝-SiP系統(tǒng)級(jí)封裝芯片清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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