誰能和我通俗解釋下集成電路封裝技術的TSV技術;有沒有什麼資料可以學習下的?
TSV的終極奧義:在有限的空間里完成不同功能晶元的互連。
------------以下為展(吹)開(水)--------------------------------------
能提出這麼個高級問題,那自然對半導體及封裝有基礎的概念了。
然而還是不如從頭開始討論:
1.封裝發展歷程
進入正式討論之前,我們先來前戲。
對於封裝,從低級到高級,都是一個晶元(IC)+殼(Package)。
受限於工藝限制,早期的設計是晶元封裝後,通過引腳,連接到線路板上。
90年代隨技術進步及消費需求,BGA橫空出世。
最大的進步,是封裝四周的引腳連接改進為封裝底部錫球連接,極大提高利用面積利用率。
2. 2D
IC與SiP
哈哈,說好的好好討論,廢話了好多基礎知識。不過學而時習之,不亦樂乎嘛。
90年代後的發展,結構基本一樣。CSP、WLP等進一步縮小引腳尺寸,提高組裝密度。
2D IC發展到極致的封裝如圖,其晶元面積和封裝面積比已經達到極限。
既然小標題都劇透2D了,那自然還有3D IC。這圖中的IC堆疊方式雖然已經開始利用空間,然而仍然顯得不怎麼高級。
畢竟這裡只能堆疊相同功能的晶元,而且還有各種連線飛來飛去。金玉其外敗絮其中有些誇張,好歹到這一步,已經比2D開始有革*命性的突破了。
3. 初級3D IC
SIP
上圖,中介硅層當作被動原件,少了敗絮;
下圖,兩個不同晶元互連。
你看,有了基礎知識後我話都少了很多。
4.完全體模型
不解釋。就問你怕了沒有。這只是個模型哦。
不過不要怕,這種完全體的真身目前看來還是浮雲。
註:不要看這些圖畫的跟漢堡一樣厚,實際上中介層的厚度一般都只有0.2mm-0.7mm,整個封裝實際上非常非常非常小。
相關圖文來源於:層疊的藝術:帶你深入了解3D IC
我來個通俗的解釋。打個比方來說,在2D集成電路中,數據住的是平房,而3D集成電路中,數據住的是樓房。假如一個村裡的數據越來越多,就需要更多的平房,數據從村東頭走到村西頭需要的時間也會越來越長。然而如果把村裡數據搬進摩天大樓,勢必會減少佔地面積,而且數據出去串門也只需要坐電梯,節約了時間,甚至摩天大樓里不光有住房,還可能有餐館,醫院,辦公區域等等。TSV呢就是摩天大樓里的電梯。
TSV(through silicon via),硅通孔技術,就是在矽片上打孔,然後在孔內填充導電材料,實現不同矽片之間的電氣互連。再通俗點,就是一個矽片滿足不了要求了,你要用好幾個矽片做三維的封裝,讓這幾個矽片之間的信息可以流通,就需要用到硅通孔技術。關於資料,由於TSV只是我們課程之中的一章,老師並沒有介紹具體的相關書籍。可以查閱和三維封裝有關的書籍或論文,裡面會有設計到硅通孔技術的
上述為百度來的圖片,侵刪。圖片已經很清楚滴回答了題主的第一個問題了。如下為掃描電子顯微鏡拍攝的copper filling的TSV,孔深100μm,孔徑20μm,表銅1.5μm。這個填孔技術比較複雜。填出這個銅柱子,可以獲得良好的電氣性能以及散熱性。至於題主的第二個問題,我才疏學淺,沒注意什麼資料......各位大神去補充吧。。。
TSV封裝技術,應該全是目前最先進的半導體封裝技術~技術難點就是硅通孔的製成!比較深,對設備的要求很高,成本比較高,所以還沒有被普遍應用~電鍍的話縱深比10:1以上就比較難以電鍍,當然還有很多難點,就不一一列舉了,我是做這方面的研發的,目前我們能做到300um深的大孔!不對的地方歡迎來噴!
看文獻,先中文後英文,一般書籍好像沒有講
推薦閱讀:
※建築材料本科畢業怎麼轉行進入做薄膜、半導體之類新材料公司?
※為什麼原來說 7 nm 是半導體工藝的極限,但現在又被突破了?
※晶元、半導體和集成電路之間的區別是什麼?
※半導體製程,經歷了哪些重大的發展節點?
※為什麼用高純度硅製作半導體材料?