面向异构集成应用的 3D 系统封装玻璃面板嵌入设计与演示
引用
Ravichandran, S., Yamada, S., Ogawa, T., Shi, T., Liu, F., Smet, V., Sundaram, V., & Tummala, R. (2019)。面向异构集成应用的 3D 系统封装玻璃面板嵌入设计与演示。《微电子学与电子封装杂志》，16(3)，124–135。 https://doi.org/10.4071/imaps.930748
关键词
- 玻璃面板嵌入 (GPE)
- 异构集成
- 3D 系统封装 (SiP)
- 晶圆级扇出 (WLFO)
- 玻璃通孔 (TGV)
- 芯片偏移
- 表面平坦度
- 重分布层 (RDL)
- 电气性能
- 可靠性
简介
本文介绍了一种基于玻璃面板嵌入 (GPE) 的 3D 封装技术，适用于高性能异构集成应用。这项新技术突破了现有技术的局限性，实现了高密度 I/O、卓越的电气性能以及大尺寸应用的潜力。
摘要
本文于 2019 年发表在《微电子学与电子封装杂志》上，介绍并演示了一种名为玻璃面板嵌入 (GPE) 的新型 3D 封装技术。这篇文章由 Siddharth Ravichandran、Shuhei Yamada、Tomonori Ogawa、Tailong Shi、Fuhan Liu、Vanessa Smet、Venky Sundaram 和 Rao Tummala 撰写，重点介绍了 GPE 革新电子设备异构集成的潜力。
以下是文章的概要：
- 由于对高性能和高能效的需求，电子行业需要先进的异构集成封装技术。
- 虽然晶圆级扇出型 (WLFO) 封装前景广阔，但由于其对环氧模塑料 (EMC) 的依赖，存在芯片偏移量大、表面粗糙和吸湿性等问题，限制了其在大尺寸应用中的使用。
- 相比之下，GPE 采用玻璃作为芯片嵌入的载体，与采用 EMC 的传统 WLFO 相比，具有诸多优势。GPE 具有以下优势：
1、卓越的电气性能：与 EMC 相比，玻璃在较高频率下损耗更低，因此非常适合高速应用。
2、增强设计灵活性：与中介层和硅桥不同，GPE 不受凸块限制，可实现类似硅片的重新布线，从而提高 I/O 密度并降低成本。
3、提升可靠性：GPE 中玻璃的可调整热膨胀系数 (CTE) 提高了可靠性，并允许直接进行电路板连接，这与基于 EMC 的封装不同。
- 本文概述了 3D GPE 的制造工艺，并详细介绍了为克服传统 WLFO 中的芯片偏移和表面平面度问题等限制而实施的参数化工艺改进。这些改进包括：
1、通过使用芯片贴装膜 (DAF) 的新型芯片嵌入工艺，将芯片偏移最小化至 2 毫米以内。
2、通过优化电介质的层压和固化条件，实现小于 5 毫米的表面平面度。
3、使用通孔内通孔 (Via-in-Via) 方法，成功将直径 25 毫米、间距 300 毫米的玻璃通孔 (TGV) 集成到 250 毫米薄玻璃板上。该方法提高了良率、可靠性和电气性能。
- 本文最后强调，基于这些技术进步的 3D GPE 为异构集成提供了一种经济高效、高密度、高性能的解决方案。
来源：https://meridian.allenpress.com/jmep/article/16/3/124/420334/Design-and-Demonstration-of-Glass-Panel-Embedding