罗 燕，任卫朋，周 义，王立春



三维铝封装结构设计及互连可靠性研究

罗 燕，任卫朋，周 义，王立春

（上海航天电子技术研究所，上海 200240）

针对三维封装热应力失配引发的互连可靠性问题，提出了基于铝基板侧边互连的三维封装方法。应用ANSYS软件建立了COB（Chip on Board，板上芯片）堆叠灌封模型，分析了单层COB及多层COB的应力分布并进行优化，并通过实验进行验证。结果表明，在COB层间增设围坝结构可有效抑制翘曲，经过25~125℃温循，加设围坝的四层COB灌封结构最大变形量为0.081 mm，最大等效应力为175 MPa，低于硅芯片的断裂强度，层间无开裂，经温循实验后固存读写功能正常。

铝基板；三维封装；COB堆叠；层间围坝；应力分布；侧边互连

随着封装互连技术的不断发展以及人们对集成概念的不断创新，三维封装集成逐渐广泛应用，但仍面临着热应力失配引发的互连可靠性、散热、成本等多种问题[1-3]。三维封装主要包括埋置、有源基板和堆叠三种类型[4]。由于三维堆叠封装方法工艺相对简单，成本相对较低，在三维封装领域受到广泛的关注与应用。最常见的三维堆叠封装方法是将裸芯片贴装于薄膜载体上，材质为陶瓷或环氧玻璃，上面有导体布线，内部互连焊点，两侧有外部互连焊点，再把多个薄膜载体叠装互连。由于载体、互连焊点及芯片均为异质材料，如果热膨胀系数CTE失配，易使焊点失效，影响封装结构可靠性[5]。而芯片间互连的最新方法硅通孔(Through-Silicon-Via)技术，虽然封装密度高，但热量集中，需考虑其可靠性，同时设计复杂性大，成本高昂[6]。……