论文部分内容阅读
电子产品的迅猛发展是当今封装技术进化的主要驱动力。小型化、高密度、高频高速、高性能、高可靠性和低成本是先进封装的主流发展方向。系统级封装是最重要也是最有潜力满足这种高密度系统集成的技术之一。它具有很高的集成密度,良好的技术兼容性,卓越的性能、较低的成本以及高可靠性。然而,作为一种新兴的技术,在其发展阶段不可避免地会遇到诸如仿真平台,制造工艺,性能和成本等各方面的挑战。
论文提出了一种可用于微波频段的硅基埋置型圆片级系统封装技术。该技术将微波集成电路芯片正面向上埋入衬底(硅)的埋置槽内,再通过多层大厚度绝缘介质层(苯并环丁烯,BCB)涂覆和金属化等方法实现多层多芯片互连和无源器件的集成,大大提高了封装效率,降低了成本。
论文以硅基埋置型圆片级系统封装集成工艺及其在微波频段的应用实例为主要的研究重点。首先介绍了系统封装技术的发展历程。然后介绍了本文研究的圆片级系统级封装结构及其特点和难点。并深入研究了硅基埋置型圆片级系统封装的封装结构和制造工艺,包括封装材料、传输方式的选取以及埋置型系统封装工艺(单、双面)及其关键技术。结合射频前端子系统封装,成功开发了一套可靠性较高的硅基埋置型圆片级系统封装工艺流程,实现了最多3层大厚度光敏BCB介质层和4层金属布线的封装结构。提出了大厚度单/多层光敏BCB工艺,并对该工艺涉及的关键技术进行了研究和改进。通过对该封装多层布线集成性能和电学性能的研究和测试,验证了该封装结构具有较高的集成能力和优异的电性能。然后通过多个微波频段的应用实例的设计、仿真、制造、测试和分析,研究了集成无源器件、射频前端子系统和双面集成系统级封装的高频性能。通过设计、仿真和制造,实现了包括电容、电感、功分器、谐振器、低通滤波器、带通滤波器等多种集成无源器件以及低噪声放大器等多款微波芯片的子系统集成。并设计了可用于硅基埋置型系统封装芯片与衬底接面温度测试的方法,并进行了相关测试。研究了硅基埋置型圆片级系统封装的双面集成方法,提出了一种可用于微波频段的穿硅传输结构。通过仿真和分析,总结了影响TSV微波传输结构性能的参数及其规律。测试了其微波传输性能,获得了良好的结果,并分析了影响性能的因素。实验和测量结果均证明该封装结构具有较好的电学、热学性能,相关应用实例均能满足微波频段应用的要求。