COWOS,全名是Chip on Wafer on Substrate,听起来很高大上,对吧?其实它就是一种把多个芯片集成在一起封装的技术。这样做可以让芯片性能更好、功耗更低,而且体积也变得更小。它是台积电推出的一种先进封装技术,现在产能很紧缺。

打开网易新闻 查看更多图片

1. 了解COWOS技术的基本概念

COWOS是一种先进的半导体封装技术,通过将多个芯片(Die)集成到一个硅中介层(Interposer)上,然后再将该中介层封装在基板上。这种技术可以实现更高的性能、更低的功耗和更小的尺寸。

打开网易新闻 查看更多图片

2. 中介层(Interposer)的制造

打开网易新闻 查看更多图片

技术难点:

精细的加工工艺:中介层需要极其精细的加工工艺,以实现高密度的布线和通孔(Through-Silicon Vias, TSVs)。TSVs需要在微米级别的尺寸上实现高精度。

材料选择和匹配:中介层通常采用硅材料,需考虑热膨胀系数(CTE)匹配,以减少热应力对封装结构的影响。

3. TSV的制作和可靠性

打开网易新闻 查看更多图片

技术难点:

TSV的制造工艺:需要高精度的深硅刻蚀技术来制造贯穿整个中介层的垂直导电通道,并需要在通道内进行高质量的金属填充(如铜填充)。

可靠性问题:TSV容易受到热循环和机械应力的影响,可能导致疲劳、开裂等问题,需要通过工艺优化和材料改进来提高其可靠性。

4. 芯片与中介层的互连

技术难点:

微凸点(Micro-bump)连接:需要在芯片和中介层之间进行微凸点焊接,这需要极高的对准精度和焊接工艺,以确保低阻抗、高可靠性的电连接。

电气和热性能:需要在保证电气性能的同时,处理好热管理问题,以防止局部过热影响系统性能和可靠性。

5. 中介层与基板的封装

打开网易新闻 查看更多图片

技术难点:

精密封装:将中介层封装到基板上时,需保证对准精度和可靠的机械连接,同时考虑电气性能和热性能的综合优化。

热管理:整个封装系统需要有效的热管理策略,以散热、减小温度梯度,从而提高系统的稳定性和寿命。

6. 测试与质量控制

技术难点:

复杂的测试过程:COWOS封装涉及多个芯片和复杂的互连结构,需要在制造过程中和最终产品上进行全面、精确的测试,包括电性能测试、热性能测试和机械可靠性测试。

良率控制:由于COWOS封装的复杂性,制造过程中的良率控制难度大,需要通过优化工艺、提高设备精度和改善测试技术来提升整体良率。

7. 工艺整合和良率提升

技术难点:

工艺整合:COWOS涉及的工艺步骤多且复杂,需要将多种工艺集成到一起,包括TSV制造、微凸点焊接、封装等,需要高度的工艺整合能力。

良率提升:由于COWOS封装涉及多步骤的复杂工艺,任何一个环节的失误都会影响最终良率,因此需要在每个工艺环节上进行严格的控制和优化。

一个人可以走的快,一群人可以走的远。加入付费学习社群,系统学习干货,认识芯片设计、fab厂、封测、设备、材料、EDA、下游应用的小伙伴。加入请点击付费:

欢迎交流(请注明姓名+公司+岗位),长按图片加微信。