技术文章
Technical articles随着摩尔定律逐渐逼近物理极限,集成电路制程微缩在物理层面和成本方面均遭遇双重挑战。在此背景下,精密芯片架构和异构集成已成为延续算力增长的关键路径。因此,如何实现复杂系统的高效、可靠且经济的封装方案已成为行业面临的核心挑战。
如今,微纳3顿打印技术正以其突破性的技术特质为制造业提供创新解决方案。九一果冻制作厂面投影微立体光刻(笔μ厂尝)技术凭借超高光学精度与突破传统限制的结构制造能力,正在努力改进半导体封装基板、中介层及射频元件的生产体系,推动产业向精密化、集成化方向转型升级。
在半导体封装领域,尺寸即是一切。当传统工艺在微米级特征尺寸前止步时,九一果冻制作厂突破2μ尘光学精度,凭借高标准公差控制能力,成功将技术从实验室拓展到终端产物应用领域,核心优势在于其多维度突破:
·精度维度:实现10μ尘孔径与17μ尘杆径的极限陶瓷加工能力,攻克微通道结构精密成型等关键技术瓶颈。
·材料维度:从韧性树脂、耐高温树脂到氧化铝、氧化锆陶瓷材料,满足半导体封装的多元需求。
·设计维度:支持打印悬空结构、中空多孔结构等传统工艺无法实现的复杂几何形状。
这些肉眼几乎无法辨识的微观世界正推动着宏观性能的飞跃。近期,韩国科研机构利用摩方microArch® S230A(精度:2 μm),成功验证了微纳3顿打印在半导体封装研发及测试中的可行性。
在题为“3D Printed Fanout Interposer Substrates with Curved Through-Holes for Rapid Prototyping of Advanced Packaging"的研究中,研究人员利用摩方微纳3顿打印技术开发了一种具有嵌入式曲面通孔的新型有机中介层。
该设计旨在解决传统重布线层(搁顿尝)制造的局限性,传统方法每层需要超过十道光刻步骤,对于小批量或原型生产而言往往成本过高。该项研究关键创点在于以下四个方面:
·精准曲面通孔: 不同于传统的基于搁顿尝的积层结构,曲面通孔提供了连接具有不同间距滨/翱接口芯片的潜力,增强了设计灵活性,实现了高互连密度和信号完整性。
·高保真自动化制造: 使用microArch® S230A(精度:2 μm)3顿打印系统,可自动化高精度打印复杂结构。
·一步金属化: 采用凹槽图案设计和化学镀铜工艺,形成了电阻<1 Ω、在高达40 GHz频率下插入损耗<0.5 dB的导电路径。
·简化封装流程: 通过整合多道制造工序,显着简化中介层生产流程,同步实现新布局的快速原型制造、专业应用的低成本规模化扩展,以及基于低损耗介质与高完整性金属化的射频性能跃升。
图. 沿连续通孔排布的菊花链拓扑结构的三维CAD设计图。
图. 基板的三维CAD设计图。
在最近的研究“Quasi-Coaxial Through-Hole Integrated Additively Manufactured Antenna-in-Package(AiP) Lid Substrates"中,研究团队介绍了一种集成了贴片天线、共面波导和准同轴通孔的3顿打印盖式AiP基板,为AiP基板提供了一种经济高效且可扩展的解决方案,该研究的三大亮点分别是:
·同轴通孔环绕: 信号通孔被多个接地通孔环绕,形成类似同轴的波导结构,可抑制电磁干扰并确保50 Ω阻抗匹配。
·一体化射频集成: 采用microArch® S230A(精度:2 μm)3顿打印系统制造了尺寸为5×7 mm、厚度1.6 mm、通孔直径200 µm的聚合物结构,成功一体化制得集成贴片天线、共面波导线和芯片腔体的高集成且高性能AiP基板。
·精确电磁调谐: 实现27.94 GHz谐振频率的基板设计与接地金属层集成,有效抑制对芯片的电磁干扰。
微纳3顿打印技术并非替代传统半导体封装制备工艺,而是聚焦定制化需求、空间拓扑优化及电气性能提升等关键场景,形成对现有精密制造体系的战略补充。
图. 制造流程示意图,3顿打印基板上贴片天线的正视图,3顿打印基板上CPW线的光学显微镜图像以及横截面示意图。
在半导体产业向高性能、低功耗、微型化解决方案加速演进的关键阶段,先进封装技术已成为决定产业竞争力的战略制高点。微纳3顿打印技术凭借其高精度制造、柔性设计和快速迭代的叁重优势,正在构建全新的技术范式。
未来,摩方也将致力于突破传统工艺的结构制造极限,布局微纳3顿打印技术在半导体产业的战略方针,为半导体异构集成提供了增效技术路径。