应用于MEMS封装的TSV热可靠性分析

针对MEMS系统中硅通孔(TSV)的热可靠性,利用快速热处理技术(RTP)进行了温度影响的实验分析。通过有限元分析(FEA)方法得到不同温度热处理后TSV结构的变化趋势,利用RTP对实验样品进行了不同温度的热处理实验,使用扫描电子显微镜和光学轮廓仪表征了样品发生的变化。结果表明,热处理后TSV中Cu柱的凸起程度与表面粗糙度均随热处理温度的升高而增加,多次重复热处理与单次热处理的结果基本相同。该项研究为TSV应用于极端环境下MEMS小型化封装提供了一种解决方案。     

新型的3D堆叠封装制备工艺及其实验测试

为了满足超大规模集成电路(VLSI)芯片高性能、多功能、小尺寸和低功耗的需求,采用了一种基于贯穿硅通孔(TSV)技术的3D堆叠式封装模型.先用深反应离子刻蚀法(DRIE)形成通孔,然后利用离子化金属电浆(IMP)溅镀法填充通孔,最后用Cu/Sn混合凸点互连芯片和基板,从而形成了3D堆叠式封装的制备工艺样本.对该样本的接触电阻进行了实验测试,结果表明,100 μm2Cu/Sn混合凸点接触电阻约为6.7 mΩ高90 μm的斜通孔电阻在20～30mΩ该模型在高达10 GHz的频率下具有良好的机械和电气性能.     

应用于MEMS封装的TSV工艺研究

开展了应用于微机电系统(MEMS)封装的硅通孔(TSV)工艺研究,分析了典型TSV的工艺,使用Bosch工艺干法刻蚀形成通孔,气体SF6和气体C4F8的流量分别为450和190 cm3/min,一个刻蚀周期内的刻蚀和保护时长分别为8和3 s;热氧化形成绝缘层;溅射50 nm Ti黏附阻挡层和1μm Cu种子层;使用硫酸铜和甲基磺酸铜体系电镀液电镀填充通孔,比较了双面电镀和自下而上电镀工艺;最终获得了硅片厚度370μm、通孔直径60μm TSV加工工艺。测试结果证明:样品TSV无孔隙;其TSV电阻值小于0.01Ω;样品气密性良好。     

基于两步刻蚀工艺的锥形TSV制备方法

以硅通孔(TSV)为核心的2.5D/3D封装技术可以实现芯片之间的高速、低功耗和高带宽的信号传输。常见的垂直TSV的制造工艺复杂,容易造成填充缺陷。锥形TSV的侧壁倾斜,开口较大,有利于膜层沉积和铜电镀填充,可降低工艺难度和提高填充质量。在相对易于实现的刻蚀条件下制备了锥形TSV,并通过增加第二步刻蚀来改善锥形TSV形貌。成功制备了直径为10～40μm、孔口为喇叭形的锥形TSV。通过溅射膜层和铜电镀填充,成功实现了直径为15μm、深度为60μm的锥形TSV的连续膜层沉积和完全填充,验证了两步刻蚀工艺的可行性和锥形TSV在提高膜层质量和填充效果方面的优势。为未来高密度封装领域提供了一种新的TSV制备工艺,在降低成本的同时提高了2.5D/3D封装技术的性能。     

应用于MEMS气密性封装测试的微型湿度传感器的设计与制作

MEMS器件的封装一直是MEMS技术的难点之一 ,在封装设计中 ,如何测试封装的有效性就显得尤为重要。本文叙述了一种基于MEMS技术的微型湿度传感器的原理、设计以及工艺流程。在其上进行气密性封装 ,则可通过对封装内的湿度测量来判断该封装的气密性能。在设计中 ,充分考虑了尺寸、工艺以及灵敏度等各方面要求。制作采用的是传统的光刻、刻蚀工艺。该湿度传感器结构简单 ,易于制作 ,其性能能够满足气密性封装测试的要求     

应用于MEMS气密性封装测试的微型湿度传感器的设计与制作

MEMS器件的封装一直是MEMS技术的难点之一,在封装设计中,如何测试封装的有效性就显得尤为重要.本文叙述了一种基于MEMS技术的微型湿度传感器的原理、设计以及工艺流程.在其上进行气密性封装,则可通过对封装内的湿度测量来判断该封装的气密性能.在设计中,充分考虑了尺寸、工艺以及灵敏度等各方面要求.制作采用的是传统的光刻、刻蚀工艺.该湿度传感器结构简单,易于制作,其性能能够满足气密性封装测试的要求.     

应用于MEMS气密性封装测试的微型湿度传感器的设计与制作

MEMS器件的封装一直是MEMS技术的难点之一，在封装设计中，如何测试封装的有效性就显得尤为重要。本文叙述了一种基于MEMS技术的微型湿度传感器的原理、设计以及工艺流程。在其上进行气密性封装，则可通过对封装内的湿度测量来判断该封装的气密性能。在设计中，充分考虑了尺寸、工艺以及灵敏度等各方面要求。制作采用的是传统的光刻、刻蚀工艺。该湿度传感器结构简单，易于制作，其性能能够满足气密性封装测试的要求。     

2.5D硅转接板关键电参数测试技术研究

硅转接板是3D IC中实现高密度集成的关键模块,获取其技术参数对微系统的设计至关重要。以实际研制的一种2.5D硅转接板为研究对象,对大马士革铜布线(Cu-RDL)、硅通孔(TSV)关键电参数的测试结构与测试方法进行了研究,并对TSV电参数测试结构的寄生电容进行了分析。研究结果表明,研制的2.5D硅转接板中10 μm×80 μm TSV的单孔电阻为26 mΩ,1.7 μm厚度的Cu-RDL的方块电阻为9.4 mΩ/□,测试结果与理论计算值相吻合。本研究工作为2.5D/3D集成工艺的研发和建模提供了基础技术支撑。     

非真空制冷型红外探测器小型化封装技术

基于红外探测系统对小体积制冷型红外探测器的应用需求,提出了一种新型非真空制冷型红外探测器小型化封装技术。阐述了其结构和工艺设计要点,实现了组件封装并通过耦合J-T制冷器进行了相关性能测试。结果表明,本文所述的设计方案可实现128×128元(15 μm) InSb芯片封装,组件尺寸小于等于Φ20 mm×15 mm,重量约为5 g,性能比现有产品显著提升,探测成像性能可以满足使用要求。该组件的启动时间可达到4 s以内,蓄冷时间目前为6 s,制冷性能在后续研究中联合制冷器设计可以得到进一步优化。     

一种非谐振式MEMS电磁能量收集器

介绍了一种新型非谐振式微电子机械系统(MEMS)电磁振动能量采集器的设计、微加工和表征测试。该能量收集器由MEMS结构、线圈、小型化NdFeB磁体和陶瓷基板组成。建立结构模型对结构固有频率、位移和应力进行仿真。利用MEMS技术制备能量收集器结构和Al线圈等关键部件,并结合嵌有永磁体的陶瓷基板进行组装,在组装过程中使用Cu/Sn倒装焊键合技术将陶瓷与芯片互连,成功制备出能量收集器原理样机。利用振动台对样机性能进行测试,测试结果表明,实际加工能量收集器的谐振频率为5241Hz,在1m/s²固定加速度以及7Hz振动频率条件下,经电路100倍放大测得该能量收集器最大输出电压为257mV。     

埋／盲孔多层PCB制作工艺

本文阐述了埋盲孔多层印制板的制作工艺,并对关键工序的控制作了详细说明。     

四层埋／盲孔制作工艺

本文介绍了四层埋/盲孔的制作工艺。     

浅谈高多层埋／盲孔板制作的重点控制项目

本文主要概述了大尺寸高多层/埋盲孔板制作的重点控制项目,达到提高产品的成品率。     

玻璃通孔技术研究进展

近年来,随着5G、可穿戴设备、智能手机、汽车电子、人工智能等新兴领域蓬勃兴起,集成电路应用正向着多元化应用方向发展,先进三维封装技术也逐渐成为实现电子产品小型化、轻质化、多功能化的重要手段。玻璃通孔(TGV)互连技术具有高频电学特性优异、成本低、工艺流程简单、机械稳定性强等应用优势,在射频器件、微机电系统(MEMS)封装、光电系统集成等领域具有广泛的应用前景。综述了国内外高密度玻璃通孔制作、金属填充、表面高密度布线的研究进展,对玻璃通孔技术特点及其应用进行了总结。     

导通孔填充简介

文章介绍了导通孔的电镀填充的几种影响因素，重点介绍了电镀液中的添加剂的作用及其对填孔效果的影响。     

ULSI中金属互连系统上的热点分析

针对金属互连系统上的热点将对集成电路芯片的性能和可靠性产生重大的影响,详细讨论了ULSI金属互连系统上的热点位置和温度分布模型,并通过该模型比较了不同通孔直径和高度情况下,金属互连系统上的热点位置和温度的差别。结果表明,通孔直径和高度对金属互连系统上的热点有重大的影响。     

电镀铜导通孔填充工艺

概述了MacDermid利用电镀铜微盲导通孔填充工艺,可以防止焊接时的孔隙,洞生成和组装时的释气(爆孔),显著的改善了微盲导通孔填充的可靠性。     

高速PCB中的过孔设计研究

传输线的不连续问题已成为当今高速数字设计研究的重点,尤其是高速多层板中的过孔结构。随着频率的增长和信号上升沿的变陡,过孔带来的阻抗不连续会引起信号的反射,严重影响系统的性能和信号完整性。文章运用全波电磁仿真软件HFSS,对多种过孔结构进行了全面的研究。通过建立三维物理模型,分析了过孔直径、过孔长度和多余的过孔短柱几种关键设计参数对高速电路的信号完整性的影响。     

微波单片电路中通孔的建模

分析了理论公式在计算截圆锥通孔电感中的局限性.设计了频率在20 GHz以下GaAs基微波单片电路中通孔的专门测试结构并建立了其对应的等效电路,用去嵌入寄生参数的方法和安捷伦公司标准的IC-CAP建模系统提取了通孔的模型参数.发现对截圆锥结构的通孔,用公式计算出来的通孔的电感值比实验的结果大36%.设计了一个14-18 GHz、增益大于17 dB、输出功率为1W的GaAs基微波单片电路,验证了模型的准确性.     

硅通孔抛光液的研究进展

硅通孔(TSV)技术是一种先进的封装技术,化学机械抛光(CMP)是集成电路TSV制作过程中的重要步骤之一,是可兼顾材料表面局部和全局平坦化的技术。抛光液是影响抛光表面质量和加工效率的关键因素,是CMP工艺中消耗品成本最大的部分。TSV抛光液主要包括铜膜抛光液和阻挡层抛光液,依据抛光速率和抛光质量(表面粗糙度、碟形坑修正等)的要求对其进行了分类讨论,概述了近年来TSV抛光液的研究进展,对其今后的研究重点和发展趋势进行了分析和预测,认为TSV抛光液应朝着抛光速率和抛光质量的优化、低成本、环境友好的方向发展。