多芯片堆疊封裝技術(shù)（上）

隨著信息數(shù)據(jù)大爆炸時(shí)代的來(lái)臨，市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)器的需求持續(xù)增長(zhǎng)。在芯片成品制造環(huán)節(jié)中，市場(chǎng)對(duì)于傳統(tǒng)打線封裝的依賴仍居高不下。市場(chǎng)對(duì)于使用多芯片堆疊技術(shù)、來(lái)實(shí)現(xiàn)同尺寸器件中的高存儲(chǔ)密度的需求也日益增長(zhǎng)。這類需求給半導(dǎo)體封裝工藝帶來(lái)的不僅僅是工藝能力上的挑戰(zhàn)，也對(duì)工藝的管控能力提出了更高的要求。

在這里，我們將向大家介紹長(zhǎng)電科技的多芯片堆疊封裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、工藝和管控能力，內(nèi)容將分為上下兩期呈現(xiàn)。

多芯片堆疊封裝技術(shù)優(yōu)勢(shì)

圖1 多芯片封裝側(cè)視圖

圖1是兩個(gè)不同類型的存儲(chǔ)器封裝的側(cè)視圖，從其封裝結(jié)構(gòu)我們可以看出，兩個(gè)封裝都是由多個(gè)芯片堆疊而成，目的是為了減少多芯片封裝占用的空間，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器件尺寸的最小化。其中較關(guān)鍵的工藝是芯片減薄、切割，以及芯片貼合。

從市場(chǎng)需求來(lái)看，倒裝封裝（FC）和硅通孔（TSV），以及晶圓級(jí)（wafer level）的封裝形式可以有效地減小器件尺寸的同時(shí)，提高數(shù)據(jù)傳輸速度，降低信號(hào)干擾可能。但就目前的消費(fèi)類市場(chǎng)需求來(lái)看，還是基于傳統(tǒng)打線的封裝形式仍占較大比重，其優(yōu)勢(shì)在于成本的競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)的成熟度。

長(zhǎng)電科技目前的工藝能力可以實(shí)現(xiàn)16層芯片的堆疊，單層芯片厚度僅為35um，封裝厚度為1mm左右。

多芯片堆疊封裝關(guān)鍵工藝 之芯片減薄、切割

01、研磨后切割（Dicing After Grinding，DAG）

主要針對(duì)較厚的芯片（厚度需求>60um），屬于較傳統(tǒng)的封裝工藝，成熟穩(wěn)定。晶圓在貼上保護(hù)膜后進(jìn)行減薄作業(yè)，再使用刀片切割將芯片分開。適用于大多數(shù)的封裝。

圖2 DAG（來(lái)源：DISCO）

02、研磨前切割（Dicing Before Grinding，DBG）

主要針對(duì)38-85um芯片厚度，且芯片電路層厚度>7um，針對(duì)較薄芯片的需求和存儲(chǔ)芯片日益增長(zhǎng)的電路層數(shù)（目前普遍的3D NAND層數(shù)在112層以上）。使用刀片先將芯片半切，再進(jìn)行減薄，激光將芯片載膜 (Die attach film)切透。適用于大部分NAND 芯片，優(yōu)勢(shì)在于可以解決超薄芯片的側(cè)邊崩邊控制以及后工序芯片隱裂（die crack）的問題，大大提高了多芯片封裝的可行性和可量產(chǎn)性。

圖3 DBG（來(lái)源：DISCO）

03、研磨前的隱形切割(Stealth Dicing Before Grinding，SDBG)

主要針對(duì)35-85um芯片厚度，且芯片電路層厚度<7um，主要針對(duì)較薄芯片的需求且電路層較少，如DRAM。使用隱形激光先將芯片中間分開，再進(jìn)行減薄，最后將wafer崩開。適用于大部分DRAM wafer以及電路層較少的芯片，與DBG相比，由于沒有刀片切割機(jī)械影響，側(cè)邊崩邊控制更佳。芯片厚度可以進(jìn)一步降低。

圖4 SDBG（來(lái)源：DISCO）

近年來(lái)，長(zhǎng)電科技堅(jiān)持創(chuàng)新，在先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域厚積薄發(fā)，不斷夯實(shí)在行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位。就多芯片堆疊封裝技術(shù)關(guān)鍵工藝而言，除了芯片減薄、切割，還有哪些？多芯片堆疊工藝如何管控？