banner
关于合明 资讯中心

2021-09-02

3D封装芯片助焊剂清洗剂合明科技分享:台积电在先进封装方面的路线图-尤其聚焦在chiplet和3D封装

发布者:合明科技Unibright ; 浏览次数:71

3D封装芯片助焊剂清洗剂合明科技分享:

台积电在先进封装方面的路线图-聚焦chiplet和3D封装

合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳. 先进封装包括倒装芯片、WLCSP晶圆级芯片封装、3D IC集成电路封装、SiP系统级封装、细间距封装等等。



自从与苹果在手机芯片合作上一炮而红之后,关于台积电的封装的讨论就常常见诸于各大媒体。近日,台积电研发VP余振华参加了一年一度的集成电路产业盛会Hotchips,并在上面讲述了台积电在先进封装方面的路线图,当中尤其聚焦在chiplet和3D封装方面,进行了深入阐释。为此,半导体行业观察将其摘要共享给大家,希望能够给大家带来帮助。

在具体介绍余振华的演讲之前,我们先看一下台积电公司对其的介绍。


余振华博士现任台积公司Pathfinding for System Integration副总经理。余振华博士于1994年加入台积公司,负责后段研发相关的多种业务,并成功地开发0.13微米铜制程的关键制程技术。余博士同时领先推出台积公司的晶圆级系统整合技术,包括CoWoS®、整合型扇出(InFO)封装技术和台积电系统整合芯片(SoIC™)及其相关技术。2016年以前,余振华博士于Integrated Interconnect & Packaging处担任资深处长一职。


加入台积公司之前,余振华博士是美国AT&T贝尔实验室的研究员和项目负责人。1987年至1994年间,余博士致力于次微米制程,组件及整合技术研发工作。


以下为余振华博士的演讲重点摘要:

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084307.png

据余博士介绍,公司之所以会在封装上面关注,主要是在综合考量率成本、性能、功耗、上市时间、灵活性和可伸缩性等多个方面。如下图所示,台积电在面向前段和后段,都有其相应对的3D封装结束,而公司将其统一到一个叫作3D Fabirc的平台里。而在其中包括了其2.5D 和 3D 封装产品。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084351.png

而据半导体行业观察之前的报道,其中,2.5D封装技术CoWoS可分为 CoWoS 和 InFO 系列。首先看CoWoS技术,可以分为以下几种:


1、CoWoS-S


用于die到die再分布层 (redistribution layer:RDL) 连接的带有硅中介层的“传统”基板上晶圆上芯片(chip-on-wafer-on-substrate with silicon interposer )正在庆祝其大批量制造的第 10 年。


2、CoWoS-R


CoWoS-R 选项用有机基板中介层取代了跨越 2.5D die放置区域范围的(昂贵的)硅中介层。CoWoS-R 的折衷是 RDL 互连的线间距较小——例如,与 CoWoS-S 的亚微米间距相比,有机上的间距为 4 微米。


3、CoWoS-L


在硅 –S 和有机 –R 中介层选项之间,TSMC CoWoS 系列包括一个更新的产品,具有用于相邻die边缘之间(超短距离)互连的“本地”硅桥。这些硅片嵌入有机基板中,提供高密度 USR 连接(具有紧密的 L/S 间距)以及有机基板上(厚)导线和平面的互连和功率分配功能。


请注意,CoWoS 被指定为“chip last”组装流程,芯片连接到制造的中介层。


再看2.5D封装技术InFO。


据介绍,InFO 在载体上使用(单个或多个)裸片,随后将这些裸片嵌入molding compound的重构晶圆中。随后在晶圆上制造 RDL 互连和介电层,这是“chip first”的工艺流程。单die InFO 提供了高凸点数选项,RDL 线从芯片区域向外延伸——即“扇出”拓扑。如下图所示,多die InFO 技术选项包括“InFO-PoP:package-on-package”和“InFO-oS:InFO assembly-on-substrate”。


台积电的3D封装技术则是SoIC。据台积电介绍,公司的3D 封装与 SoIC 平台相关联,该平台使用堆叠芯片和直接焊盘键合,面对面或面对背方向 -表示为 SoIC 晶圆上芯片(chip on wafer)。硅通孔 (TSV) 通过 3D 堆栈中的die提供连接。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084357.png

从余振华最新的介绍可以看到,在封装领域,现在正在产生一些新的变化:第一是先进晶圆厂的chiplet和3D封装技术将会开启一个新时代;第二就是为了满足More Moore和More-than-Moore的而需求,行业看到从CMOS向CSYS转变的趋势。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084402.png

在接下来的介绍中,余振华对TSMC的封装技术进行了更深入的介绍。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084407.png

如下图所示,他对台积电的3DFabrics进行了更新。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084411.png

其中,拥有针对移动AP的InFO_B (Bottom Only)技术。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084416.png

根据半导体行业观察之前的介绍,InFO_PoP 其顶部连接了一个 DRAM 模块,在 DRAM 和 RDL 互连层之间有过孔。TSMC 正在更改此 InFO_PoP 产品,以使 (LPDDR DRAM) 封装组装能够在外部合同制造商/OSAT 上完成,InFO_B 表示一个选项,如下所示。


同时,还有针对HPC的chiplet集成技术InFO-R/oS的更新。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084420.png

如下图所示,针对不同的需求,台积电能提供拥有不同特性的InFO_oS技术。如图所示,这些逻辑芯片被 SerDes 小芯片这样的 I/O包围,以支持高速/高基数网络交换机。



倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084424.png

接下来,余振华还介绍了超高带宽的chiplet集成InFO-L/LSI。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084428.png

如图所示,面向超高性能的计算系统,台积电也提供了InFO技术支持。值得一提的是,在这个图中,台积电方面还提供了tesla的一个参考链接,可以确定在tesla最新的AI芯片上,采用了台积电的这个封装技术。相信这也将成为未来更多高性能芯片的选择。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084432.png

在SoIS方面,台积电也获得了超高的良率。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084437.png

同时,在性能方面,SoIS也表现出色。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084442.png

余振华同时还披露了SoIS的设计规则和功耗性能等多方面的信息。


倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084446.png

当然,在可靠性方面,SoIS的表现也不会让人失望。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084451.png

在介绍完SoIS之后,余振华介绍了台积电 InFO_SoW技术的关键优势。具体如下图所示。值得一提的是,Cerebras在其用单晶圆制造的WSE上,使用的正式这个封装技术。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084455.png

将其与MCM相比,InFO_SoW在线密度、带宽密度方面等多个方面都有明显的优势。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084459.png

从电气特性上看,如下图所示,InFO_SoW也不遑多让。


倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084504.png

从余振华的总结可以看到,这个技术在未来会有极大的发展空间。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084507.png

接下来,余振华谈到了CoWoS-S封装技术。如下图所示,这是一个已将量产超过十年的技术,且拥有极高的良率和质量,能够为先进的SoC和HBM集成提供非常好的支持。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084511.png

如下图所示,到2023年,公司将推出第五代的CoWoS-S技术。从相关规格可以看到,这个技术的每项参数都是在迅速增长。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084516.png

在与 Flip-chip 技术相比时,CoWoS-S的优势也是明显。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084520.png

在面向HPC的应用方面,CoWoS解决方案也表现尤其出色。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084524.png

余振华接着说,基于以上封装,并采用了chiplet集成之后,能够大幅降低系统的成本。


倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084530.png

CoWoS-S STAR则是台积电封装宝库里面的另一武器。如图所示,这个封装技术能够缩短设计时间,加速客户产品上市。这是一个在2020年被客户采用的技术,而到了2021年,台积电则能为客户提供更多选择。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084536.png

据半导体行业观察之前的报道,这个设计的实现是将单个 SoC 与多个高带宽存储器 (HBM) die堆栈集成。逻辑芯片和 HBM2E(第二代)堆栈之间的数据总线宽度非常大,即 1024 位。



倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084541.png

在介绍完2.5D之后,余振华接着介绍台积电的3D芯片堆栈——SoIC。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084545.png

如下图所示,余振华披露了台积电SoIC的研发方向。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084550.png

同时,余振华还透露了台积电Inter-chip互联的路线图。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084554.png

当中包括了亚微米的CoW互联。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084559.png

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084603.png

在介绍完了一些之前其实也披露了不少的封装技术外,余振华还介绍了台积电的全新异构集成技术。


在介绍完了一些之前其实也披露了不少的封装技术外,余振华还介绍了台积电的全新异构集成技术。当中包括了先进的热解决方案和硅光集成。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084607.png

首先看热解决方面,如上图所示,据半导体行业观察之前报道,热界面材料 (hermal interface material:TIM) 薄膜通常包含在高级封装中,以帮助降低从有源die到周围环境的总热阻。(对于非常高功率的器件,通常应用两层 TIM 材料层——die和封装盖之间的内层以及封装和散热器之间的一层。)


对应于更大封装配置的功耗增加,台积电先进封装研发团队正在寻求新的内部 TIM 材料选项。


而面向Ultra-HPC,台积电则提供了Integrated Si Micro-Cooler (ISMC)选项。


倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084612.png

具体的散热性能benchmark,则如下图所示:

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084617.png

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084621.png

余振华接着说,如下图所示,市场对SiPh有很迫切的需求。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084626.png

而SiPh的封装也在演变。


倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084630.png

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084634.png

其中,异构集成技术COUPE,则成为当中的一个选择。如下图所示,这个技术在多方面都有领先的表现。


首先在电气接口方面:


倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084639.png

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084643.png

再看光接口方面:

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084647.png

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084651.png

余振华最后总结道,包括3D Fabric在内的台积电封装技术将在未来发挥重要作用。

倒装芯片清洗、WLCSP晶圆级芯片封装清洗、3D IC集成电路封装清洗、SiP系统级封装清洗、细间距封装清洗,合明科技,微信图片_20210902084655.png




倒芯封装助焊剂清洗剂,倒装芯片焊后清洗剂,合明科技,.jpg

针对电子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

 

合明科技摄像模组感光芯片CMOS晶片镜片清洗剂,LED芯片焊后助焊剂锡膏清洗剂、CMOS焊接后清洗剂、FPC电路板清洗剂、SMT元器件封装工艺清洗剂、微波组件助焊剂松香清洗剂、车用IGBT芯片封装水基清洗方案,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。


【阅读提示】

以上为合明科技在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

【免责声明】

1. 以上文章内容仅供读者参阅,具体操作应咨询技术工程师等;

2. 内容为作者个人观点, 并不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责,本网站只提供参考并不构成投资及应用建议。本网站上部分文章为转载,并不用于商业目的,如有涉及侵权等,请及时告知我们,我们会尽快处理。

3. 除了“转载”之文章,本网站所刊原创内容之著作权属于合明科技网站所有,未经本站之同意或授权,任何人不得以任何形式重制、转载、散布、引用、变更、播送或出版该内容之全部或局部,亦不得有其他任何违反本站著作权之行为。“转载”的文章若要转载,请先取得原文出处和作者的同意授权。

4. 本网站拥有对此声明的最终解释权。

上门试样申请 0755-26415802 top