随着电子技术的飞速发展，芯片制造领域正迎来一场深刻的变革。异构集成作为一种极具潜力的创新方式，逐渐成为推动芯片性能提升的关键力量。然而，异构集成所带来的复杂性也对芯片贴装技术提出了前所未有的挑战。幸运的是，先进芯片贴装技术在近年来取得了突破性的发展，为应对这些挑战提供了有力的解决方案。今天电子展小编就来聊一聊异构集成挑战下先进芯片贴装技术的革新进展。

在异构集成(HI)的范例下，半导体封装，开始被认为是裸半导体管芯的纯粹保护，现在承担了沿着异构集成 路线图的路线图目标前进的关键角色之一。从这个意义 上来说，很明显，在不久的将来，包装技术将会有很多 突破性的发展。在本文中，重点是在先进的芯片贴装技 术，一个小，但在未来的异质集成技术的关键子集的破坏性方法。

先进的集成架构

关于线性互连密度的 2D/2.5D/3D 集成架构。在低端，有传统的 2D 多芯片 封装(MCP)体系结构，包括例如 FCCSPs 和 FCBGAs，其中 通过(引线键合)引线和/或衬底线迹实现有源并排管芯的 互连。典型的线密度高达每毫米每层 50-60 根线，但 基板制造商正在努力将边界推进到每毫米每层 250 根线的 区域(2 /2 线间距)。 在中端方面，基于基于有机 RDL 的扇出晶片/面板级封 装开发了许多新技术。

典型的线间距为 10 /10 至 5 /5， 支持每层每毫米 50 至 100 根线的典型线密度，并发展到 2 /2 区域。具有粗线间距的经济高效的扇出封装技术有 eWLB 、RCP 和 M 系列，而 InFO 和 SWIFT支持更细的线间距。也有像 FOCoS 这样的方法，其中 有源管芯首先作为扇出封装并排连接，然后组装到衬底 上。

在高端方面，有 2.5D、2.5D 类和 3D 技术，其中有源 管芯之间的互连或者直接完成(3D)，或者通过无机 RDL 完 成(2.5D、2.5D 类)。经典的 2.5D 架构包括一个带硅通孔 (tsv)的无源硅插入物，有源芯片在其上组装，并与无机 (氧化硅或氮化硅)RDL 并排连接。类似于硅插入物的 是玻璃插入物。另一种具有成本效益的架构是嵌入 式多芯片互连桥(EMIB)架构，它也利用了无机高密度 RDL ，这种架构也克服了由于掩模版尺寸的限制而导致的插入物的尺寸约束。超薄架构是前端处理的无机高密度 RDL 和中端处理的有机 RDL 的混合结构。

类似于 FOCoS a 2.5D 内插器封装可以组装到基板上，以提高板级可靠性，例如，这就是 CoWoS 架构的情况。所有 2.5D 和 2.5D 类架构支持低至亚微米范围的线间距，实现每层每毫米1000 线的线密度。 通过 TSV 管芯的堆叠或者通过无 TSV 的面对面组装， 对于有源管芯之间的连接是直接的(没有封装的帮助)的 3D 结构，可以实现相同的线性密度。

下一代集成架构

对于基于 TSV 的 3D 架构，IMEC 的 3D 集成路线图进一步指明了 3D 集成架构的推介路线图。该路线图区分了 3D 堆叠 IC(3D-SIC)和 3D 片上系统器件 (3D-SOC ), 3D 堆叠 IC 的间距路线图在全球层面从 40 m 降至 5 m，3D-SOC 的间距路线图在半全球层面从 5 m 降至 1 m。3D-SICs 现在是 3D 存储器中非常流行的器 件 应用领域，称为混合内存立方体 (HMC)、高带宽内存 (HBM)和堆叠式 DDR，所有这些都是使用热压粘合组装 的，这似乎是 20 和更大间距范围的可行粘合方法。

对于 10 及以下的节距，热压粘合变得非常困难。 由于这个原因，已经投入了努力来开发混合键合工 艺，该工艺被专家视为构建间距为 10 或更小的 3D-SICs 和 3D-SOC 的可行方法。

高放置精度驱动器

高放置精度驱动器 异质集成架构的一个重要指标是凸点间距，它也是面内 互连密度的一个衡量标准。这两个量可以通过以下关系 相互转换 面密度= 1 /(凸起间距)2。

降低成本的驱动因素

虽然高布局精度是实现高互连密度的要求，但有许多应 用，特别是来自移动和物联网领域的应用，不需要更高 的互连密度，但对封装成本降低有极大的压力。晶片和 面板级扇出封装(WL-FO/PL-FO)有望成为这种成本降低压力的适当答案，并且预计 PL-FO 封装在成本方面将胜过倒 装芯片封装，同时保持可靠性属性。

有研究声称，对于某些管芯和封装尺寸组合，PL-FO 封装可以比引线键合引 线框架封装更便宜。

未来发展方向与展望

尽管先进芯片贴装技术已经取得了显著的突破，但在异构集成的复杂需求面前，仍有很大的发展空间。未来，随着人工智能、物联网、5G通信等新兴技术的快速发展，对芯片性能和功能的要求将越来越高。这将促使芯片贴装技术不断创新和升级。

一方面，更高精度的贴装工艺和更先进的材料研发将成为未来发展的重点。研究人员将致力于开发能够在更小尺寸下实现高可靠性和高性能的贴装技术，同时探索新型材料以满足更高的热管理、电气绝缘和机械稳定性要求。例如，石墨烯等二维材料在芯片散热和电气性能提升方面的潜力有望在未来得到进一步挖掘。

另一方面，智能化的贴装设备和工艺也将成为发展趋势。通过引入人工智能和机器学习技术，贴装设备能够实现更精准的对准、更高效的故障检测和更灵活的工艺调整。这将大大提高贴装效率和质量，降低生产成本，推动芯片制造行业的智能化发展。

总之，先进芯片贴装技术的突破性发展为异构集成提供了坚实的技术支撑。电子展小编觉得，随着技术的不断创新和进步，我们有理由相信，在未来，芯片制造将能够更好地满足新兴技术对高性能、多功能和低功耗的需求，为电子技术的进一步发展奠定坚实的基础。

文章来源：花禾叶带你看芯片