电迁移

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两万字看懂先进封装
半导体行业观察· 2025-04-27 09:26
先进封装技术演进 - 半导体封装从单纯保护功能发展为集成多个元件的复杂系统[2] - 先进封装涵盖2.5D/3D等多种集成方案,显著提升信号密度和能效[2][4] - 封装技术变革主要受带宽需求和功耗优化双轮驱动[4][5] 封装架构创新 - 球栅阵列(BGA)取代传统通孔封装,实现双面元件布局[7][8] - 再分布层(RDL)技术突破焊盘限制,支持扇入/扇出布线[17][20] - 中介层技术实现芯片间高密度互连,缩短信号传输距离[46][49] 材料与工艺突破 - 味之素积层膜(ABF)提供更优介电性能和热稳定性[34] - 硅/玻璃/有机中介层形成技术路线竞争,硅中介层当前主导[55][56][59] - 混合键合技术消除中间材料,直接实现芯片间金属-氧化物连接[79] 热管理与可靠性 - 3D堆叠带来散热挑战,需集成散热器/导热片等热管理元件[101][102] - 共面性和热膨胀系数(CTE)匹配成为可靠性设计关键[126][127] - 电迁移风险随互连密度提升而加剧,需特殊分析工具[126] 设计与测试变革 - 系统级协同设计取代传统串行流程,需早期规划热/电/机械特性[106][110] - 测试标准(IEEE 1149/1687/1838)演进应对多芯片封装挑战[115][118][122] - 组装设计套件(ADK)正在形成以标准化复杂封装工艺[112][113] 安全新挑战 - 2.5D封装信号暴露面扩大,需防范探测攻击和信息泄露[133][134] - 混合键合3D堆叠提升物理安全性,但需完善系统级防护[133] - 供应链安全需覆盖基板/中介层等非芯片元件[132][133]