淺析先進封裝的四大核心技術

先進封裝技術以SiP、WLP、2.5D/3D為三大發展重點。先進封裝核心技術包括Bumping凸點、RDL重布線、硅中介層和TSV通孔等，依托這些技術的組合各廠商發展出了滿足多樣化需求的封裝解決方案，SiP系統級封裝、WLP晶圓級封裝、2.5D/3D封裝為三大發展重點。

1.Bumping（凸點）

Bumping工藝被稱為中道工序，是先進封裝的核心技術之一。 Bumping通過高精密曝光、離子處理、電鍍等設備和材料，基于定制的光掩模，在晶圓上實現重布線，允許芯片有更高的端口密度，縮短了信號傳輸路徑，減少了信號延遲，具備了更優良的熱傳導性及可靠性。

主流的凸塊工藝均采用晶圓級加工，即在整塊晶圓表面的所有芯片上加工制作凸塊，晶圓級凸塊工藝包括蒸發方式、印刷方式和電鍍方式三種，目前業界廣泛采用的是印刷方式和電鍍方式。晶圓代工廠在凸塊工藝方面具有一定優勢。

2.RDL（ReDistribution Layer，重布線層）

RDL主要為 2D 平面上的芯片電氣延伸與互連提供媒介。 芯片的 I/O 觸點通常分布在邊沿或者四周，直接進行芯片倒裝會因缺少引線或引線過于密集而導致連接受限，RDL則可將這些觸點重新布局到占位更為寬松的區域，并形成面陣列排布，以此減少后續的封裝或表面貼裝的難度。RDL 的優勢主要有三點:

1）芯片設計者可以通過對 RDL 的設計代替一部分芯片內部線路的設計，從而降低設計成本；

2）采用RDL能夠支持更多的引腳數量；

3）采用RDL可以使I/O觸點間距更靈活、凸點面積更大，從而使基板與元件之間的應力更小、元件可靠性更高。

3.Interposer（硅中介層）

硅中介層是封裝中多芯片模塊或電路板傳遞電信號的連接平臺 。Interposer 通過引線凸塊/TSV實現電氣連接 ，它可以由硅和有機材料制成，充當多顆裸片和電路板之間的橋梁，完成異質集成封裝。

Interposer 具有較高的細間距 I/O 密度和 TSV 形成能力，在 2.5D 和 3D IC 芯片封裝中扮演著關鍵角色。與 RDL 用于單顆芯片的重布線不同的是， Interposer 主要用于連接多顆芯片與下方基板。

4.TSV（Through Silicon Via,硅通孔 ）

TSV是2.5D/3D 封裝解決方案的關鍵實現技術。 TSV 是一種垂直互連技術，目前最廣泛的是在晶圓中填充以銅，提供貫通硅晶圓裸片的垂直互連，用最短路徑將硅片一側和另一側進行電氣連通。 TSV 的尺寸多為 10 μ m × 100 μ m 和30 μ m × 200 μ m ，開口率介于 0.1%-1% 。

相比平面互連， TSV 可減小互連長度和信號延遲，降低寄生電容和電感，實現芯片間的低功耗和高速通信，增加寬帶和實現封裝小型化。

當前 TSV 主要用于硅轉接板、芯片三維堆疊等方面。其中，硅轉接板作為芯片和有機基板的中間層，因與硅芯片的熱膨脹系數相同，在硅轉接板上可集成多顆具有高密度凸點的芯片。