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3D IC封装封装带来的全产业链不可忽视的机会

合明科技 👁 1913 Tags:3D芯片3D IC封装先进芯片封装清洗

一、3D封装成大势所趋,技术挑战不容小觑

随着芯片微缩愈加困难,而市场对芯片高性能的追逐不减,业界开始探索在封装领域寻求突破,所以这几年,诸如2.5D/3D的先进IC封装技术已经成为代工厂、封测厂、IDM、芯片设计厂商以及EDA厂商都竞相关注的一环。


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先进封装市场营收及预测情况


不仅仅是芯片制造过程的最后一步,封装正在成为芯片创新的催化剂。3D封装技术允许将不同的芯片如CPU、加速器、内存、IO、电源管理等像乐高积木一样拼凑起来,其主要优势是能实现更好的互连能效,减少访问延迟。例如3D封装技术允许在计算核心附近放置更多的内存,因此可以减少总的布线长度,提高内存访问带宽,改善延迟,提升CPU性能,也因此大大提高了产品级性能、功耗和面积,同时实现对系统架构的全面、重新思考。

如今,3D封装已成为行业顶尖的芯片企业如英特尔、AMD、NVIDIA、苹果等致胜的关键技术之一。虽然以3D IC为代表的异构封装已经成为未来的重点发展方向,但落实新技术要面对不少棘手的问题。相比传统的封装技术,2.5D/3D IC异构封装不仅仅是封装厂技术的革新,更为原有的设计流程、设计工具、仿真工具等带来挑战。

二、3D封装是全产业链共同配合的大业


因此,在这样的背景下,3D封装就需要供应链多个环节的支持,包括代工厂、封装厂、EDA厂商、材料厂商等等。

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2.5D和3D封装解决方案细分领域一览


将其SoIC(系统整合芯片)、InFO(整合型扇出封装技术)、CoWoS(基板上晶圆上芯片封装) 等2.5D和3D先进封装与芯片堆栈技术整合成为了“3D Fabric”品牌。据台积电2022Q2财报说明会,目前为HPC应用开发的3DIC、SoIC技术已经大部分开始被客户采用。

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图源:SemiWiKi


已将Foveros 3D封装技术用于其Ponte Vecchio和Rialto Bridge GPU 以及 Agilex FPGA中,采用 3D Foveros 封装生产的芯片与标准单片(单芯片)芯片设计相比,在某些情况下具有极强的价格竞争力。

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此外,要制造3D芯片,需要在制造设备和原材料领域出现新的技术创新。关键的重要材料之一是用于多枚芯片连接的ABF载板。ABF载板是IC载板中的一种,ABF载板可做线路较细、适合高脚数高讯息传输的IC,具有较高的运算性能,主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC等高运算性能芯片。image.png

3D IC封装最根本的挑战来自于应用工具数据库的转变。芯片通用的GDS格式与PCB使用的Gerber格式有着根本上的差别,需要重新整合解决方案,以满足先进封装要求。此外,规模增长带来的复杂性也是需要重点关注的问题。

三、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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