TSV(Through-Silicon Via)指的是在芯片上通過硅材料制作的垂直通道,用于連接芯片的頂部和底部。TSV封裝則是把引腳或是BGA等標(biāo)準(zhǔn)封裝方式替換成TSV進(jìn)行連接。
1.TSV封裝的工藝流程
TSV封裝的工藝流程包括以下幾個(gè)主要步驟:
- 制備芯片:在晶圓上進(jìn)行前期處理,包括刻蝕、清洗等操作。
- 形成TSV結(jié)構(gòu):采用深度蝕刻技術(shù)在芯片中央打孔,并將Tungsten等金屬填充進(jìn)去,最終形成具有電氣連接功能的垂直微通道。
- 加工背面:反轉(zhuǎn)晶圓并在背面進(jìn)行加工處理,以便后續(xù)封裝操作的完成。
- 襯底/封裝:將芯片表面與基板通過高溫?zé)Y(jié)、PPG等方式進(jìn)行粘合,然后利用金箔、wire bond等技術(shù)將電路焊接到基板或是PCB上,最后進(jìn)行封裝。
2.TSV封裝的優(yōu)勢(shì)
相比傳統(tǒng)的連線方式,TSV封裝具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):
- 更小的占用面積:采用垂直連接方式可以減少芯片之間的距離,使整體構(gòu)造更緊湊。
- 更好的電性能:TSV的體積比普通線路小,導(dǎo)致了電氣傳輸速度更快、信號(hào)反應(yīng)時(shí)間更短、耗能更低等方面的提升。
- 更強(qiáng)的可靠性:TSV的引腳由硅材料制作,與芯片本身是同質(zhì)材料,避免了使用塵埃和濕氣的過程中雙方因膨脹系數(shù)不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力問題。
3.TSV封裝的應(yīng)用領(lǐng)域
目前TSV封裝已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域,例如3D IC堆疊技術(shù)、MEMS傳感器等,也在可穿戴設(shè)備、醫(yī)療器械、無人駕駛汽車等高端領(lǐng)域得到了應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷升級(jí),相信它的應(yīng)用范疇還將不斷擴(kuò)展。
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