2 5D系統級構裝技術開發暨可靠度評估

Translated title of the thesis: Assembly and Reliability Characterization of 2 5D System in Packaging with 45μm Pitch Lead-free Microbump Interconnection
  • 張 洪仁

Student thesis: Doctoral Thesis

Abstract

終端消費電子產品在「輕、薄、短、小」的尺寸外型以及?能多元上的追求不曾停歇,這促使科技製造產業對「製程微縮」和「系統整合」之技術需求不斷提高。透過矽穿孔與微凸塊技術進行三維晶片堆疊,可有效達成多顆同質或異質晶片之整合,使電子元件體積進一步微型化,並加快內部訊號傳遞速度與降低使用?率。 本文目的在建立2 5D IC構裝標準製造流程,採直徑25μm及間距45μm之銅柱凸塊作為晶片與矽載板訊號連結之橋樑,並以固液擴散接合方式評估接點穩定性,使成介金屬化合物接點。在晶圓級CoW構裝中則運用暫時性接合技術,使厚度100μm之薄型化矽載板晶圓可保持平坦,大幅降低常見的薄型化晶圓翹曲所導致的接合錯位與形狀缺陷問題。對於薄型化晶圓切割,導入開發階段之隱式雷射破片技術,利用雷射聚焦至晶圓內部來形成變質區域與微裂縫,再透過晶圓擴張直接使晶片分離,以得平滑且完整的擴片斷面,實現穩定的薄化晶圓切割。其後,將CoW構裝與切割後之特定?能晶片與矽載板所組成的Combo die構裝體,透過其底部的直徑85μm及間距165μm之無鉛銲錫凸塊,安置焊接於50 × 50 mm2以上之大型塑膠玻璃纖維核心基板上,再經底膠填充、固定環安置與植球製程後,完成完整2 5D IC構裝體製造。 為有效選擇適合的構裝材料以達成2 5D IC構裝體最適化組合,先以數值方法分析膠體、基板材料、元件厚度等因子翹曲與矽載板應力趨勢;其結果顯示(1)貼近矽載板膨脹係數之基板玻璃核心材料、(2)極輕薄之矽載板厚度以及(3)高剛性之固定環黏著劑,對構裝翹曲或矽載板應力有顯著正向效果。經溫度循環、加速應力與高溫儲存三項可靠度實驗驗證分析之結果,建立2 5D製程流程、製程站點實施辦法、允收檢驗項目以及標準構裝材料選定之方法。
Date of Award2016 Jun 27
Original languageChinese
SupervisorJung-Hua Chou (Supervisor)

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2 5D系統級構裝技術開發暨可靠度評估
洪仁, 張. (Author). 2016 Jun 27

Student thesis: Doctoral Thesis