《先进封装技术及其对电子产品革新的影响》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: shenxiang
  • 发布时间:2020-11-20
  • 有一种先进封装技术被称为“晶圆级封装”(WLP),即直接在晶圆上完成集成 电路 的封装程序。通过该工艺进行封装,可以制成与原裸片大小近乎相同的晶圆。早在2000年代末, 英飞凌 开发的嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB)就是一种晶圆级封装技术。目前有许多封测代工厂(OSAT)都在使用eWLB的变种工艺。具体来说,eWLB封装是指将 检验 合格的晶片正面朝下,放置在载体晶圆上并将两者作为整体嵌入 环氧树脂 模具。在模铸重构晶片结构之后进行“扇出型”封装,在暴露的晶圆表面进行重 布线 层工艺(RDLs)并植球,之后再将其切割成小块即可获得可供使用的芯片(图1)。

    图1:eWLB封装流程

    图2展示的是其他结合晶圆级封装的综合性先进封装技术。

    硅 通孔 技术(TSV)是指完全穿透硅基底的垂直互连。图2展示的是基于硅中介层的硅通孔技术,即通过硅中介层实现高密度晶片与封装层之间的电气连接。该技术起初作为打线接合的替代方法而备受推广,能够在减小互联长度来优化 电阻 的同时,通过多个晶片堆叠实现3D集成。

    图2:器件封装示意图

    作为导电互联技术的应用,重布线层的作用是重新分布连接至晶片焊盘I/O点位的电子线路,并且可以放置在单个晶片的一侧或两侧。随着对带宽和I/O点位需求的提升,重布线层的线宽和间距也需要不断缩小。为了满足这些要求,目前工艺上已采用类似后段制程的铜镶嵌技术来减小线宽,并通过铜柱代替传统 焊接 凸点的方法来减小晶片间连接的间距。

    先进封装技术还在持续发展,以满足不断提升的器件密度和I/O连接性能要求。近几年出现的铜混合键合技术就是很好的例子,它的作用是直接将一个表面的铜凸点和电介质连接至另一个主动表面的相应区域,由此规避对凸点间距的限制。我们非常期待这些封装技术上的创新能够引领新一代电子产品的稳步发展。

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    • 在国际电池行业规模最大的会展活动--2021中国国际电池技术展览会上,世界领先的检漏仪器仪表开发商、制造商与供应商英福康(INFICON)公司带来了其革命性创新产品 ELT3000电池(电解液)检漏仪在中国市场的首次公开亮相。作为全球电池检漏行业的首创,同时也是唯一支直接检测电芯中电解液溶剂的电池检漏仪,ELT3000凭借前沿的质谱仪技术,可将检测精度提升至传统检测方法的1000倍,确保电池使用寿命达到10年,其在为全球电池检测行业带来突破性变化与进步的同时,相信也能对电池制造技术升级以及新能源汽车、移动设备等众多电池应用行业的发展起到积极的推动作用。 近年来,随着锂电池制造技术的快速发展,以及其主要应用行业的蓬勃兴盛,无论是在5G浪潮下汹涌澎湃的3C电子行业,还是市场驱动力持续攀升的电动交通行业,无不都在推动着全球电池产业的高速发展。据Research and Markets发布的数据,预计到2025年全球锂电池市场将达到918亿美元。然而,在如火如荼的行业发展态势下,直接针对电解液泄漏检测技术方案的缺失却一直是很多电池制造企业的技术痛点。 在注入电解液前,虽然能够通过氦气预先检漏等多种方式对电芯部件进行检测,确保其无泄漏,但是,在注入电解液并通过焊接等工艺将电芯封装完成后,却很难在出厂前对成品电芯进行可靠的完整性泄漏检查。而由于这一环节的缺失所引发的电解液泄漏、电池提前失效等问题,正在成为影响电动交通行业、3C电子、储能等多个下游应用行业的设备品质、设备使用安全、续航里程等多方面的关键因素。目前行业中较多采用的仍为传统的加压法或压氦法,加压法仅适用于漏率为1*10-3至1*10-4 毫巴·升/秒的范围,且检测结果容易受到最小温度变化的负面影响,无法做到保证电池使用10年的检测灵敏度;压氦法虽然能找到较小的漏孔,但是由于氦气上升至顶部,电芯底部的漏孔很容易被忽视,检测结果的可靠度难以保证。如何通过直接检测电解液高效可靠地完成成品电芯出厂前的泄漏检查,保障电池品质,成为了众多企业的共同诉求。 依托数十年工业真空泄漏检测经验以及对传感器、质谱技术的研发与应用,英福康在全球多个专业细分领域都拥有极高的品牌认知度。对于电池行业,从注入电解液前电芯各部件的品质检测,到注入电解液完成封装后,电芯外壳的泄漏检测,再到电池应用后,汽车、电子等设备的检测工序,英福康均可提供完备且精准可靠的检漏解决方案,目前世界上大量的电池制造商也均使用了英福康的检测技术。而在本次展会上重磅首秀的ELT3000电池(电解液)检漏仪正是英福康全新研发,针对成品电芯无法精准检测的行业痛点所推出的一项革命性创新技术,其不仅进一步升级完善了英福康电池全产业链检漏方案,还将为整个电池检测与制造行业带来升级换代的变化与进步。 英福康ELT3000是全球市场上首创且唯一支持直接检测电解液的电池检漏仪,基于自主研发的前沿质谱仪技术,其无需借助任何间接参数即可在真空环境中检测出从任意漏孔逃逸出的电解液溶剂气体,从而实现高精度的完整性检测,可检测漏率低至1*10-6 毫巴·升/秒,检测精度相比传统加压法提高1000倍,可以确保电池使用寿命达到10年。同时,配备经认证的英福康 E-Check校准漏孔还可对检测数据进行可靠校准,满足ISO 9000标准的要求,并实现30-60秒超快周期时间的高效检测。ELT3000 不仅适用于所有常见的电解液溶剂,如DMC、DEC、EMC和PP,不同真空室的配置,还使其能够识别目前市场上所有的电芯类型,包括纽扣型、圆柱型、方型、软包型等。 "除了在检测技术上的颠覆性创新,ELT3000在自动化、数字化集成方面的优势也是首屈一指的。"英福康中国高级应用工程师周兆剑先生介绍说道,"无论是模块化的结构设计,还是多种选择的现场总线接口设置,又或是操作直观简便的软件系统,都使得ELT3000可以非常轻松地集成在自动化生产过程中。另外,ELT3000还支持与任意条形码扫描仪连接,实现所有检测数据的储存、归档以及导出,为用户在日后生产制造过程中的数据分析、技术改进、工艺调整等都将有所助益。而这也是英福康积极迎合行业趋势,从检测技术领域助力企业达成智能化、自动化升级的一项有力证明。" 作为为电动汽车、3C电子设备、储能设备等新兴行业提供动力来源的核心部件,电池产品的高品质与高可靠性对其行业发展来说至关重要,而实现这一高质量的重中之重则是整个生产过程中全面而精密的泄漏检测技术。"从高精度的工业检测技术出发,为电池产品品质保驾护航,为更多企业提升行业竞争力,更为电池制造、电动汽车等众多行业发展推波助力,是英福康始终坚守的发展理念,也是我们不断研发创新的源源动力。未来,英福康将继续深耕国内市场,将更多更好的领先产品与技术带到中国用户身边,为中国电池制造产业,乃至中国智能制造的伟大事业贡献力量。"英福康中国销售总监赵凡非先生总结说道。