TSV三维系统级封装中的RDL工艺及设计基础研究

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基于TSV的三维集成技术可以提供低功耗、高性能的系统解决方案,因而得到了人们越来越多的关注。硅通孔(Through Silicon Via,TSV)技术是通过制作垂直穿透芯片或晶圆的电学连接通道,实现芯片或晶圆之间垂直互联的技术,其取代了二维封装中的较长的互连线。一般地,起电学互连作用的TSV与微凸点并非装配在同一点,而且一个TSV可能与多个微凸点连接,此时需要制作RDL把微凸点与TSV电学连接在一起。RDL(Redistribution Layer,重布线层)对芯片的输入输出端口进行重新分布,通过制作介质层和金属层以及压焊点(Pad)的合理布局,将芯片I/O重新分布到芯片上的合理区域。RDL技术作为TSV集成工艺中必不可少的部分,其在高密度三维系统级封装中处于重要地位。  本研究主要内容包括:⑴开发适于TSV集成技术的RDL工艺,鉴于BCB的诸多优点,介质层采用BCB,金属层则采用电镀Cu。讲述了光敏BCB与非光敏BCB的工艺流程,详细描述并分析了两层Cu金属层、两层BCB层的RDL样品制作流程。在RDL工艺设计中加入了电学测试结构。⑵对测试结构中的CPW、电容和电感进行S参数高频测量。对单层CPW和双层CPW结构的S参数测量结果进行了分析、比较,并与仿真结果进行了对比。定性地分析了电容和电感的高频特性。⑶利用HFSS工具对多层CPW和微带线等RDL结构进行高频特性仿真。信号线宽度逐层适当增加的多层RDL结构在折线型和带TSV型的两种情况下,通过对其S参数的仿真结果分析,得到了其信号传输特性较好的结论。
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