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文章來源：學習那些事

原文作者：前路漫漫

本文介紹了什么是2.3DIC集成工藝和它的工藝。

在2.3DIC集成工藝中，精細金屬線寬/線距（L/S）重分布層（RDL）基板（或有機轉接板）與積層封裝基板或高密度互連（HDI）板采用分開制造的方式，兩者完成各自制備后，通過焊點實現互連，并采用底部填充料進行保護，最終形成混合基板結構。得益于臨時玻璃晶圓/面板的輔助制造工藝，精細金屬L/S基板能夠實現2μm的線寬/線距規格，同時保持較高的生產良率。正是這種工藝優勢，使得2.3DIC集成的互連密度高于2.1DIC集成。

目前，有機轉接板的制備方法至少有3種，具體分別為：①傳統半加成工藝（semi-additive process，SAP）/印刷電路板（PCB）方法；②先上晶扇出型方法；③后上晶扇出型方法。表1對這3種制備方法進行了全面對比，從對比結果中可得出以下結論：①由于需要額外進行晶圓凸點制備、芯片與RDL基板鍵合以及底部填充等工序，SAP/PCB方法和后上晶扇出型方法的成本相對高于先上晶扇出型方法；②從承載能力來看，SAP/PCB方法和后上晶扇出型方法能夠承載更大尺寸的芯片以及更大規格的封裝結構；③在精細度方面，后上晶扇出型方法可實現RDL基板最小的金屬線寬/線距（L/S）。

SAP/PCB方法

神鋼（Shinko）株式會社研發了無芯板有機轉接板，2012年該公司提出采用無芯板封裝基板替代硅通孔（TSV）轉接板，具體結構如下圖所示。可以明確的是，無芯板有機轉接板的制造成本遠低于TSV/RDL轉接板，但該類型轉接板的翹曲控制一直是生產過程中的技術難題。

思科（Cisco）公司也開發了專屬有機轉接板，下圖所示為該公司設計的基于大尺寸有機轉接板（無TSV結構），結合窄節距、窄線寬互連工藝制造的芯粒及異質集成封裝結構。該有機轉接板尺寸為38mm×30mm×0.4mm，共包含12層結構，具體分層為5層頂部走線層、2層芯板層和5層底部走線層（5-2-5結構）；與之搭配的封裝基板尺寸為50mm×50mm，共包含4層結構，分別為1層頂部走線層、2層芯板層和1層底部走線層（1-2-1結構）。有機轉接板正面與背面的最小金屬線寬（L）、線距（S）及金屬層厚度完全一致，分別為6μm、6μm和10μm；轉接板（基板）共計10層走線層，內部通孔尺寸為20μm。在封裝布局上，1顆尺寸為19.1mm×24mm×0.75mm的專用集成電路（application-specific integrated circuit，ASIC）芯片，與另外4顆由動態隨機存取存儲器（dynamic random-access memory，DRAM）堆疊形成的高帶寬存儲器（high bandwidth memory，HBM）共同搭載于有機轉接板上方。單顆3D HBM芯片尺寸為5.5mm×7.7mm×0.48mm，由1顆底部緩沖芯片和4顆DRAM核芯片組成，芯片之間通過硅通孔（through silicon via，TSV）及帶有焊料帽的窄節距微凸點實現互連；有機轉接板正面焊盤尺寸為30μm，焊盤節距為55μm。

先上晶扇出型方法

2013年，星科金朋（Stats ChiPAC）提出采用先上晶扇出型倒裝芯片（fan-out chip-first flip-chip, FOFC）技術——即嵌入式晶圓級焊球陣列（embedded wafer level ball grid array, eWLB）技術，在芯片表面直接制作RDL，以此實現芯片大部分橫向與縱向通信功能。根據相關專利（U.S.9484319B2，2011年12月23日提交）描述，該技術的核心目的是采用RDL（無芯有機轉接板）替代傳統的TSV轉接板、微凸點及底部填充料，該專利于2016年11月1日正式獲得授權。此后，聯發科（MediaTek）、日月光（ASE）和臺積電（TSMC）等企業均開展了相關技術的研發工作。圖4所示為日月光研發的扇出型板上芯片（fan-out chip-on-substrate，FOCoS）技術，該技術先在臨時晶圓承載片上采用先上晶且面朝下的方式實現扇出，隨后通過模壓環氧模塑料（epoxy molding compound，EMC）完成包封工藝。

后上晶扇出型方法

目前已有多家企業開展后上晶（或先上RDL）方法的研發，旨在制備精細金屬L/S RDL基板（或有機轉接板），以替代TSV轉接板實現2.3DIC集成，其中包括矽品科技（SPIL）、三星（Samsung）、日月光（ASE）、臺積電（TSMC）、神鋼（Shinko）及欣興電子（Unimicron）等。多數企業在制造RDL基板時，均會采用臨時晶圓作為支撐片。