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先进封装格局从封装基板平台过渡到硅演变和先进封装清洗介绍

合明科技 👁 1957 Tags:摩尔定律系统级封装Chiplet先进封装技术

随着摩尔定律不断进步,当前最小线宽已 达到几纳米,进一步缩小特征尺寸变得非常困难。“超越摩尔定律”致力于在 之前摩尔定律演进过程中未完全开发的部分提升系统集成度。先进封装是实 现“超越摩尔定律”的重要方式。

受制于技术与开发成本的双重难关,通过先进封装技术提升芯片整体性能成为了集成电路行业技术发展趋势。而系统级封装、Chiplet等先进封装技术为行业技术演进的关键路径。

先进封装已成为提升产品价值的宝贵途径。这种方法在扩展(scaling)和功能(functional)路线图方面都具有优势,可满足改进集成的需求、助力进入超越摩尔时代以及成为人工智能、5G 和高性能计算 (HPC) 的有影响力的驱动因素。

电子硬件需要高效的计算能力、高速和高带宽、低延迟、低功耗、增强的功能、内存、系统级集成以及成本效益来支持这些要求。先进的封装技术能够很好地满足这些不同的性能要求和复杂的异构集成需求,使其成为在各种封装平台上运营的企业蓬勃发展的最佳时机。

值得注意的是,半导体制造的价值开始从前端流程转移到后端流程。这种转变主要是由先进封装的重要性日益增加推动的,这正在导致传统上由 OSAT 主导的封装和组装业务发生转变。英特尔等主要参与者正在战略性地扩大其业务,借助各种商业模式利用这个市场,并逐渐蚕食 OSAT 的市场份额。凭借强大的前端能力,这些半导体巨头正在积极参与先进封装领域。

先进封装格局已经演变,从封装基板平台过渡到硅。

先进封装在克服die和 PCB 之间的尺寸差距方面发挥着重要作用。虽然扩展路线图面临挑战(图 1),只剩下三个重要参与者且进展速度较慢,但在小芯片和异构集成的推动下,功能路线图已经获得了关注。AP 技术大力支持这一功能路线图,通过整合新功能并保持或增强性能,同时降低成本,为半导体产品增加价值。

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为了满足消费者需求并满足异构集成的需求,系统级封装 (SiP) 等多芯片封装解决方案正在开发中。


对下一代制造工具的投资,特别是die-to-die和die-to-wafer混合键合(Cu-Cu 直接键合),对于实现 2.5D/3D 堆叠和异构集成至关重要。这些先进的键合技术提供超细间距互连,消除了底部填充、UBM(Under Bump Metallurgy)和焊料电镀的需要,从而显著减小了外形尺寸。


材料开发也是一个优先事项,重点是新型介电材料、模塑料、底部填充材料和焊料互连,以满足下一代硬件的苛刻要求。这些在混合键合和材料开发方面的投资和进步对于实现 2.5D/3D 堆叠、异构集成、小型化、更高的集成密度和改进的信号性能至关重要。


此外,在微缩封装特性方面取得突破需要半导体封装行业主要供应商的紧迫感。开发先进封装技术和材料对于推动先进封装市场的整体增长和满足半导体行业不断变化的需求至关重要。


根据 Yole Intelligence 的预测,到 2025 年,先进封装的收入将超过传统封装(图 3)。2022年,IC封装市场总额将达到950亿美元。其中,AP占440亿美元,预计2022年至2028年复合年增长率为10%,到2028年将达到786亿美元。同时,传统封装市场预计同期复合年增长率为4.15%, 预计到 2028 年,整个封装市场的复合年增长率将达到 7.1%,价值分别达到 647 亿美元和 1,430 亿美元。image.png

尽管受经济放缓、通胀加剧、冲突、库存不足等因素影响,2022年半导体行业同比下滑6%,但同期先进封装市场却增长了10%。AP市场预计将在2023年继续增长,预计同比增长率约为6%。这种增长可归因于上述技术趋势和AP领域的关键投资。

总之,先进半导体封装行业正在取得显著进步和弹性增长。先进封装技术能够很好地满足高性能计算、人工智能和 5G 不断变化的需求。尽管半导体行业经济放缓,先进封装在2022年仍实现了10%的显着收入增长。预计到2025年收入将超过传统封装。工艺、材料和设备方面的持续技术进步对于先进封装未来的成功至关重要,从而实现异构集成并满足下一代硬件的需求。该行业的增长和韧性预示着一个充满希望的未来,其特点是关键参与者之间的持续合作和创新。

先进芯片封装清洗:

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

合明科技运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。


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