如今器件的小型化发展趋势对于产品制造的各个方面都提出了严格的要求。器件制造商和晶圆代工厂一般是通过对传统的芯片工艺进行等比例缩小来提升器件的性能。然而,对**先进的器件而言,封装技术如今已经成为了它们发展的技术瓶颈。因此,众多公司目前正在先进封装技术上加大投入,来提升器件系统级的工作性能。
尽管倒装芯片技术已经有了30年的发展历史,但是在晶圆凸点技术上的快速攀升还才仅仅经历了数年。另外,除了共晶焊倒装芯片凸点以外,其它还包括有铜柱、无铅焊料和3D封装技术(例如扇出级的晶圆级封装fan-outWLP以及硅通孔技术TSV)在内的很多新的凸点技术正在得到发展,以适应未来器件对封装的要求。本文将讨论在应用先进晶圆凸点技术时光刻工艺所面临的关键性挑战,及其在市场和技术上的发展趋势。
先进凸点技术
先进芯片节点工艺技术的快速发展使人们有必要加快采用倒装芯片的封装技术。据估计,在小于45nm这一芯片技术节点时,大多数逻辑器件的制造将会使用先进的封装技术。除了传统的共晶焊凸点,人们已经在不断增加先进凸点技术(例如铜柱、3D封装技术等)的应用,下面我们将讨论应用这些技术的主要驱动力。
铜柱:采用铜柱工艺的主要原因是由于它具有更为优越的电气性能、热学性能和结构性能。此外,其优点还包括能减小占位的临界尺寸,以及进一步可以持续地缩小钝化层的开口尺寸,从而获得更高的I/O密度。铜柱工艺对芯片和封装均能提供更为紧密的布线节距,从而可以获得更高的I/O引脚密度,并同时可减小芯片的尺寸。
3D封装(扇出级的晶圆级封装fan-outWLP):在过去几个季度里,采用扇出级的晶圆级封装fan-outWLP这一新技术已成为一股强劲的潮流。采用这项技术主要是为了解决传统晶圆级封装技术所要考虑的有关焊垫的局限性问题,同时它又能实现封装的小型化和具有潜在的低成本封装优势。此外,扇出级的晶圆级封装fan-outWLP技术可以有效利用当前倒装芯片和晶圆级封装器件的基础设施,从而可以形成一个具有高效益成本比的技术解决方案。据估计,扇出级的晶圆级封装fan-outWLP这一技术方案将会被众多的封装供应商所采用,来满足由于智能手机快速增长的出货量而产生的对封装技术的要求。