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解密臺積電整合封裝新技術,可顯著降低晶片製造成本

據業內人士透露,臺積電已針對資料中心市場推出了其新型先進封裝技術 ——COUPE 異構整合技術

電子信令和處理是訊號傳輸和處理的主流技術。近年來,尤其由於訊號傳輸的有關光纖應用的使用,光學信令和處理已經用於日益增加的更多應用中。

為此,臺積電於 2019 年 6 月 20 日申請了一項名為“整合光子封裝件、光子封裝件及其形成方法”的發明專利(申請號: 201910538989.4),申請人為臺灣積體電路製造股份有限公司。

▲光子封裝件形成過程截面圖

上圖為本發明提出的光子封裝件形成過程截面圖,示出了載體 20 和形成在其上方的釋放膜 22。載體是玻璃載體、陶瓷載體等,具有圓形頂檢視。釋放膜由聚合物基材料形成,從在隨後步驟中形成的上覆結構中一起去除該釋放膜和載體。本發明中的釋放膜由環氧基熱釋放材料形成,以可流動的方式進行分配並被固化。釋放膜是層壓膜並且層壓在載體上。其頂面是平坦的並且具有高度共平面性,管芯附接膜 24 為粘合膜,形成在釋放膜上方,可以塗覆或層壓在釋放膜上。

電子管芯 26、器件管芯 28、和光子管芯 30 附接至管芯附接膜。電子管芯作為中央處理器,包括控制光子管芯中的多個器件操作的控制電路。另外還包括處理電訊號的電路,從光子管芯中的光學訊號轉換為電訊號。電子管芯又包括半導體襯底 130,襯底背面與管芯附接膜接觸。互連結構 134 形成在襯底的正面上,包括介電層和金屬線與通孔等。電聯結器 138 是嵌入介電層 140 中的金屬柱,通過互連結構電連線至積體電路器件,金屬柱可以延伸到鈍化層 136 中。

附加管芯放置在管芯附接膜上,而管芯設計為相應封裝件的功能的專用積體電路管芯,包括半導體襯底 230,其背面與管芯附接膜接觸。積體電路器件 232 包括位於襯底的正面處的至少部分。互連結構 234 形成在襯底的正面上,並且包括多個介電層、多個金屬線和通孔等。電聯結器 238 通過互連結構電連線至積體電路器件。

簡而言之,臺積電的整合封裝專利,通過將光學訊號及電訊號處理結構結合,並減小多個光子管芯的尺寸,能夠增加產量,並顯著降低了製造成本。