3D IC集成:TSV互连技术在内存模块封装中的发展

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"这篇文档是关于在内存模块flip chip封装中开发硅通孔(TSV)中介层的研究。由Nicholas Kao, Eason Chen, Daniel Lee和Mike Ma等人撰写,来自Siliconware Precision Industries Co., Ltd.的先进产品设计与测试部门。文中探讨了3D集成系统级封装(SiP)中,如何利用TSV中介层技术实现高密度和异构集成,以应对微电子封装领域对更高功能、更强性能和更小尺寸的需求。同时,文章指出由于材料热膨胀系数(CTE)的差异,在TSI制造过程中可能会引发热机械应力和翘曲,可能导致TSV或控制塌陷芯片连接(C4)凸块的裂纹问题,这是TSI与有机基板键合后的主要挑战。" 在微电子封装领域,随着对设备功能、性能和小型化需求的不断提高,传统的封装方式已经难以满足这些要求。"Development of TSV interposer for flipchip package"这一主题揭示了研究者们正在探索通过硅通孔(TSV)中介层技术来解决这一问题。TSV技术是一种3D集成方案,它允许在硅片内部创建垂直互连,从而实现更高密度的封装,并能将不同类型的芯片(异构集成)整合在同一封装内。 TSV中介层在内存模块的flip chip封装中扮演着关键角色,因为它提供了大量的输入/输出(I/O)连接,同时保持了良好的电气特性。Flip chip封装技术使得芯片能够直接面朝下放置在基板上,通过控制塌陷芯片连接(C4)实现电气接触,这有助于减小封装尺寸并提高性能。然而,TSV中介层的引入也带来了新的挑战,尤其是在热管理和机械稳定性方面。 由于TSV中介层材料与周围材料之间存在热膨胀系数(CTE)的差异,这会在制造过程中产生热机械应力,导致TSV自身或C4凸块发生裂纹。这种现象可能影响封装的可靠性和整体性能。因此,研究者必须对TSI制造过程进行优化,包括TSV的制备工艺和TSI与有机基板的键合技术,以降低应力和翘曲,确保封装的稳定性和可靠性。 此外,解决这些问题可能涉及到材料选择、封装设计优化、热管理策略以及先进的检测和模拟技术。通过这些方法,可以减轻或消除由于CTE不匹配导致的负面影响,实现高效、可靠的TSV中介层封装技术,以满足未来微电子设备的高性能和小型化需求。
2022-10-22 上传