一、混合鍵合互連方案概述

 混合鍵合（Hybrid Bonding）是一種先進的互連技術，它允許在不相同的晶圓之間創(chuàng)建永久的鍵合。這項技術的關鍵在于同時鍵合電介質和金屬焊盤，從而提供比傳統(tǒng)凸塊技術更高的I/O連接密度和更低的信號延遲。以下是混合鍵合互連方案的一些關鍵特點和技術細節(jié)。

1.技術特點

 高密度互連

混合鍵合使用緊密嵌入電介質中的微小銅焊盤，可以提供比銅微凸塊多1,000倍的I/O連接，將信號延遲驅動至接近零水平。這種技術使得設計人員能夠將各種工藝節(jié)點和技術的小芯片帶入更緊密的物理和電氣聯(lián)系，從而提高整體性能、功耗、效率和成本。

 無凸塊互連

混合鍵合的顯著特點是它是無凸塊的。它從基于焊料的凸塊技術轉向直接銅對銅連接。這意味著頂部die和底部die彼此齊平。兩個芯片都沒有凸塊，而是只有可縮放至超細間距的銅焊盤。

 適應多種芯片尺寸和技術

混合鍵合有兩種類型：晶圓到晶圓鍵合（W2W）和芯片到晶圓鍵合（D2W）。D2W是異構集成中混合鍵 bonding的主要選擇，因為它支持不同的芯片尺寸、不同的晶圓類型和已知的良好芯片，而所有這些對于W2W方案來說通常是不可能的。

 2.關鍵技術步驟

 預鍵合層的準備和創(chuàng)建

混合鍵合技術的關鍵工藝步驟包括預鍵合層的準備和創(chuàng)建、鍵合工藝本身、鍵合后退火以及每個步驟的相關檢查和計量，以確保成功鍵合。

鍵合界面層

混合鍵合形成的鍵合界面層通常由Cu/SiO2組成，但這種方法容易導致產生Cu2O，在電場作用下Cu^{+}被釋放出，擴散到SiO2的絕緣材料中，發(fā)生漏電。

 清潔與激活

在混合鍵合之前，銅焊盤必須具有最佳的碟形輪廓，以允許銅在金屬鍵合過程中膨脹。此外，混合鍵合表面必須超級干凈，因為即使是最微小的顆粒或最薄的殘留物也可能會擾亂工藝流程并導致設備故障。需要進行高靈敏度檢查來發(fā)現(xiàn)所有缺陷，以驗證芯片表面是否保持清潔，以實現(xiàn)成功的無空隙接合。

 3.應用領域

 混合鍵合技術最初在CMOS圖像傳感器中首次亮相，隨后被應用于3DNAND公司以及高端計算、5G和人工智能等領域的子系統(tǒng)設計和異構芯片。英特爾概述了其未來的發(fā)展方向，即通過混合鍵合將封裝的互連密度提高10倍以上，晶體管縮放面積提高30%至50%，以及采用新的量子計算技術。

 二、芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據(jù)主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產品。

 結論

 混合鍵合作為一種新興的互連技術，具有諸多優(yōu)點，如高密度互連、無凸塊互連以及適應多種芯片尺寸和技術等。然而，這項技術也面臨著挑戰(zhàn)，如顆粒污染、邊緣碎片以及復雜的工藝流程等。隨著技術的不斷成熟和發(fā)展，混合鍵合有望在未來的半導體行業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。