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硅转接板制造与集成技术综述

电子与封装 2024年第6期24卷 48-58,I0003页

作者：徐成樊嘉祺张宏伟王华陈天放刘丰满华进半导体封装先导技术研发中心有限公司江苏无锡214142 中国科学院微电子研究所北京100029

集成电路制程发展放缓,具有高密度、高集成度以及高速互连优势的先进封装技术成为提升芯片性能的关键。硅转接板可实现三维方向的最短互连以及芯片间的高速互连,是高算力和人工智能应用的主流封装技术。从硅转接板设计、制造以及2.5D/3... 详细信息

集成电路制程发展放缓,具有高密度、高集成度以及高速互连优势的先进封装技术成为提升芯片性能的关键。硅转接板可实现三维方向的最短互连以及芯片间的高速互连,是高算力和人工智能应用的主流封装技术。从硅转接板设计、制造以及2.5D/3D集成等方面,系统阐述了硅转接板技术的发展现状和技术难点,并对相关关键工艺技术进行详细介绍。

关键词：先进封装硅转接板硅通孔三维集成

面向三维集成应用的Cu/SiO晶圆级混合键合技术研究进展

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微电子学 2022年

作者：刘逸群张宏伟戴风伟华进半导体封装先导技术研发中心有限公司复旦大学微电子学院清华大学材料学院

Cu/SiO混合键合技术被认为是实现芯片三维集成和高密度电学互连的理想方案，但由于其需兼顾介质和金属两种材料的键合，目前鲜有自主开发且工艺简单、成本低廉的混合键合方案的报道。本文归纳了现有的晶圆级键合技术，包括直接键合，活...

Cu/SiO混合键合技术被认为是实现芯片三维集成和高密度电学互连的理想方案，但由于其需兼顾介质和金属两种材料的键合，目前鲜有自主开发且工艺简单、成本低廉的混合键合方案的报道。本文归纳了现有的晶圆级键合技术，包括直接键合，活化键合以及金属固液互扩散键合，分析了其应用于混合键合技术的可能性。进一步总结了近年来部分Cu/SiO混合键合技术的研究进展，从原理上剖析该工艺得以实现的关键，为国内半导体行业占领此高端领域提供一定的指导。

关键词：

浅析企业研发费用核算及管理存在的问题及对策

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商讯 2022年第7期 93-96页

作者：苏建光华进半导体封装先导技术研发中心有限公司

随着市场经济的进一步发展，企业面临的竞争环境进一步的复杂化，想要在这样的市场竞争环境下获得更好的发展，企业需要加强科研创新，提升研究与开发能力，保持对研发项目的持续投入，而研发任务多具有高度的不确定性和资源消耗，给企... 详细信息

随着市场经济的进一步发展，企业面临的竞争环境进一步的复杂化，想要在这样的市场竞争环境下获得更好的发展，企业需要加强科研创新，提升研究与开发能力，保持对研发项目的持续投入，而研发任务多具有高度的不确定性和资源消耗，给企业创造发展机遇的同时，也对相应的风险管控提出更高要求。文章基于这一背景，通过调研一些企业和资料并加以分析，重点针对研发费用的核算及管理提出建议和措施，提供一定的借鉴作用，促进企业的创新发展。

关键词：企业研发费用核算管理

散热底板对IGBT模块功率循环老化寿命的影响

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2485-2495页

作者：常桂钦罗海辉方超陈杰黄永章新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 株洲中车时代半导体有限公司株洲412000

功率半导体模块通常采用减小结壳热阻的方式来降低工作结温,集成Pin-Fin基板代替平板基板是一种有效的选择。两种封装结构的热阻抗特性不同,可能对其失效机理及应用寿命产生影响。针对平板基板和集成Pin-Fin基板两种常见车规级IGBT模块... 详细信息

功率半导体模块通常采用减小结壳热阻的方式来降低工作结温,集成Pin-Fin基板代替平板基板是一种有效的选择。两种封装结构的热阻抗特性不同,可能对其失效机理及应用寿命产生影响。针对平板基板和集成Pin-Fin基板两种常见车规级IGBT模块进行了相同热力测试条件(结温差100 K,最高结温150℃)下的功率循环试验,结果表明,散热更强的Pin-Fin模块功率循环寿命低于平板模块。失效分析显示,两者失效模式均为键合线脱附,但Pin-Fin模块的键合失效点集中在芯片中心区域,而平板模块的键合失效点则较为分散。基于电-热-力耦合分析方法,建立功率循环试验的有限元仿真模型,结果表明,Pin-Fin模块的芯片温变梯度更大,芯片中心区域键合点温度更高,使芯片中心区域的键合点塑性变形更大,导致其寿命较平板模块更短,与试验结果吻合。

关键词：绝缘栅双极型晶体管散热底板热阻抗功率循环寿命有限元分析

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微凸点阵列等效热导率模型及仿真验证

计算机仿真 2023年第2期40卷 326-330,373页

作者：刘云婷苏梅英李君曹立强华进半导体封装先导技术研发中心有限公司基础研发部江苏无锡214135 中国科学院微电子研究所北京100029

提出了一种基于高密度微凸点阵列的等效建模方法,以提高目前先进封装散热仿真的求解精度。基于傅里导热定律,研究阵列模型中热量传导路径,结合三维几何积分计算,求解出各向异性材料模型纵向、横向热导率的准确表达式,仿真验证最高温度... 详细信息

提出了一种基于高密度微凸点阵列的等效建模方法,以提高目前先进封装散热仿真的求解精度。基于傅里导热定律,研究阵列模型中热量传导路径,结合三维几何积分计算,求解出各向异性材料模型纵向、横向热导率的准确表达式,仿真验证最高温度偏差不超过1.659%的同时,降低80%以上的计算资源。通过上述方法,将一种扇出型晶圆级封装结构中的微凸点阵列进行等效替换,网格数降低83.15%,计算时间降低72.98%,关键测试点温度偏差在1.80%以内。等效模型可以在保证高水平的计算精度的同时,降低计算成本,在高集成度的先进封装热管理工作中具有较大实用性。

关键词：微凸点热管理热导率等效模型

基于光敏玻璃的垂直互连通孔仿真与电镀工艺研究

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北京理工大学学报 2018年第1期38卷 52-57页

作者：林来存王启东邱德龙伍恒薛恺于大全曹立强中国科学院微电子研究所北京100029 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司江苏无锡24135

本文对玻璃通孔与硅通孔垂直互连结构进行了电磁场仿真,并对比了两者的高频传输特性,结果显示在20GHz处,玻璃通孔与硅通孔的插入损耗分别为-0.024dB和-1.62dB,玻璃通孔的高频传输性能明显优于硅通孔.基于光敏玻璃衬底,采用高刻蚀速率的... 详细信息

本文对玻璃通孔与硅通孔垂直互连结构进行了电磁场仿真,并对比了两者的高频传输特性,结果显示在20GHz处,玻璃通孔与硅通孔的插入损耗分别为-0.024dB和-1.62dB,玻璃通孔的高频传输性能明显优于硅通孔.基于光敏玻璃衬底,采用高刻蚀速率的湿法腐蚀方法,获得了深宽比为7∶1的玻璃通孔,孔阵列均匀性良好,侧壁粗糙度小于1μm.对不同电流密度下的玻璃通孔填充工艺进行了仿真分析,结果显示在小电流密度下,开口处的电流密度拥挤效应改善明显,铜层生长速度更为均匀,但沉积速度较慢.基于仿真结果,进行了电流密度为1ASD下的通孔填充实验研究,结果显示填充效果良好,120μm的TGV中铜层生长均匀,70μm的TGV中的缝隙较小.

关键词：转接板技术光敏玻璃玻璃通孔电流密度填充工艺

45nm芯片铜互连结构低k介质层热应力分析

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半导体技术 2017年第1期42卷 55-60页

作者：林琳王珺王磊张文奇复旦大学材料系上海200433 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司江苏无锡214135

采用铜互连工艺的先进芯片在封装过程中,铜互连结构中比较脆弱的低介电常数(k)介质层,容易因受到较高的热机械应力而发生失效破坏,出现芯片封装交互作用(CPI)影响问题。采用有限元子模型的方法,整体模型中引入等效层简化微小结构,对45 n... 详细信息

采用铜互连工艺的先进芯片在封装过程中,铜互连结构中比较脆弱的低介电常数(k)介质层,容易因受到较高的热机械应力而发生失效破坏,出现芯片封装交互作用(CPI)影响问题。采用有限元子模型的方法,整体模型中引入等效层简化微小结构,对45 nm工艺芯片进行三维热应力分析。用该方法研究了芯片在倒装回流焊过程中,聚酰亚胺(PI)开口、铜柱直径、焊料高度和Ni层厚度对芯片Cu/低k互连结构低k介质层应力的影响。分析结果显示,互连结构中间层中低k介质受到的应力较大,易出现失效,与报道的实验结果一致;上述四个因素对芯片低k介质中应力影响程度的排序为:焊料高度>PI开口>铜柱直径>Ni层厚度。

关键词：芯片封装交互作用(CPI) 有限元分析低介电常数介质子模型热机械应力 45 nm芯片

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40 nm工艺芯片中低k介质剪切失效分析

半导体技术 2018年第9期43卷 708-713页

作者：杨辰王珺王磊余可航复旦大学材料科学系上海200433 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司江苏无锡214135

90 nm节点及以下的芯片在回流组装中,材料热失配引起的凸点剪切易导致低介电常数（k）布线介质层中发生断裂失效,即芯片封装交互影响问题。通过单个凸点的剪切试验,结合凸点下方的布线层失效分析,评估芯片布线层可靠性;并采用有限元分... 详细信息

90 nm节点及以下的芯片在回流组装中,材料热失配引起的凸点剪切易导致低介电常数（k）布线介质层中发生断裂失效,即芯片封装交互影响问题。通过单个凸点的剪切试验,结合凸点下方的布线层失效分析,评估芯片布线层可靠性;并采用有限元分析方法对一款40 nm节点芯片的凸点进行剪切模拟,用子模型分析了凸点受剪切时,布线层中微裂纹的裂尖能量释放率（ERR）随剪切高度、剪切力和微裂纹长度的变化。研究结果表明：模拟与试验结果相符,裂尖ERR随剪切高度、剪切力、微裂纹长度的增加而升高,降低凸点剪切高度有利于减小低k材料断裂的可能性。

关键词：芯片封装交互影响有限元分析子模型剪切实验能量释放率(ERR)

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一种薄膜体声波谐振器的设计与验证

西安电子科技大学学报 2019年第4期46卷 144-149页

作者：申洪霞欧文中国科学院大学微电子学院北京101400 中国科学院微电子研究所北京100020 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司江苏无锡214000

为简化薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计,提出一种薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计方法。仿真结构由诱导层和其上层的电极层-压电层-电极层的三明治结构组成。在最优有效机电耦合系数下确定初始薄膜体声波谐振器的薄膜厚度;然后确定诱导... 详细信息

为简化薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计,提出一种薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计方法。仿真结构由诱导层和其上层的电极层-压电层-电极层的三明治结构组成。在最优有效机电耦合系数下确定初始薄膜体声波谐振器的薄膜厚度;然后确定诱导层厚度及其相应的频偏值;使用频偏值补偿并联谐振频率,重新计算补偿后的薄膜体声波谐振器中电极层与压电层的最优厚度比值,并使用COMSOL Multiphysics进行仿真验证。当并联谐振频率为3.60 GHz时,100 nm的氮化铝的频偏值为0.20 GHz。氮化铝的有效机电耦合系数最优为5.907%,进行频率补偿后,氮化铝的串联谐振频率和并联谐振频率分别为3.48 GHz和3.60 GHz,设计方法得到了验证。诱导层有效地优化了压电层C轴特性,减少了能量损耗。

关键词：薄膜体声波谐振器氮化铝诱导层