【技術】一文了解TSV封裝技術

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矽通孔技術（Through Silicon Via, TSV）技術是一項高密度封裝技術，正在逐漸取代目前工藝比較成熟的引線鍵合技術，被認為是第四代封裝技術。TSV技術通過銅、鎢、多晶矽等導電物質的填充，實現矽通孔的垂直電氣互連。矽通孔技術可以通過垂直互連減小互聯長度，減小信號延遲，降低電容/電感，實現晶片間的低功耗，高速通訊，增加寬帶和實現器件集成的小型化。基於TSV技術的3D封裝主要有以下幾個方面優勢：

更好的電氣互連性能，

更寬的帶寬，

更高的互連密度，

更低的功耗，

更小的尺寸，

更輕的質量。

 圖1 未來TSV封裝器件示意圖

TSV工藝主要包括深矽刻蝕形成微孔，絕緣層/阻擋層/種子層的沉積，深孔填充，化學機械拋光，減薄、pad的製備及再分布線製備等工藝技術。主要工藝包括幾個部分：

TSV深孔的填充技術是3D集成的關鍵技術，也是難度較大的一個環節，TSV填充效果直接關係到集成技術的可靠性和良率等問題，而高的可靠性和良率對於3D TSV 堆疊集成實用化是至關重要的。另外一個方面為在基片減薄過程中保持良好的完整性，避免裂紋擴展是TSV工藝過程中的另一個難點。目前主要的技術難點分為幾個方面：

目前，3D-TSV系統封裝技術主要應用於圖像傳感器、轉接板、存儲器、邏輯處理器+存儲器、行動電話RF模組、MEMS晶圓級三維封裝等。

表1 TSV三維封裝應用領域

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