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電子發燒友網>電子資料下載>傳感與控制>傳感器如何實現更小尺寸?3DIC技術是一大絕招

傳感器如何實現更小尺寸?3DIC技術是一大絕招

2017-11-22 | rar | 0.5 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

 系統工程師在開發復雜的電子產品,例如傳感器和傳感器接口應用時,他們所面臨的重大挑戰為更小的外形尺寸、杰出的功能、更佳的效能及更低的物料列表成本(BoM)。設計者可以采用具有較高整合密度的較小制程節點來縮減晶方尺寸,同時也能使用先進的封裝技術來實現系統小型化。
  3DIC成為縮小傳感器IC新解方
  對于更高系統整合度的需求持續增加,這不只促使傳統的組裝服務供貨商,也推動半導體公司開發更創新和更先進的封裝技術。 最具前景且最具挑戰性的技術之一就是采用硅通孔(TSV)的三維積體(3DIC)。 3DIC技術現在已被廣泛用于數字IC(例如,內存IC、影像傳感器和其他組件的堆棧)中,其設計和制造方法已經在數字世界中獲得成功證明。 接下來,設計者要如何將3DIC技術成功導入以模擬和混合訊號為主的的傳感器IC中?
  在今日,走在前面的模擬和混合訊號IC開發商已開始意識到采用模擬3DIC設計的確能帶來實質好處。 智能傳感器和傳感器接口產品鎖定工業4.0、智能城市或物聯網IoT)中的各種應用。 在各種芯片堆棧技術中,TSV和背面重新布局層(BRDL)可用來替代傳統金線接合,此技術的用處極大。
  3D積體技術,特別是來自領導晶圓代工業者的特殊模擬TSV技術,在結合正面或背面重新布局層(RDL)后,由于互連更短且能實現更高的整合度,因此能以更小的占板面積提供更多功能。 特別是小尺寸的TSV封裝技術(總高度在0.32mm范圍內)能解決智能手表或智能眼鏡等穿戴式裝置的的小尺寸需求。
  在不同的芯片或技術組合中,TSV技術還能提供更高水平的靈活度,例如采用45奈米制程的數字芯片中的芯片至芯片堆棧,以及在模擬晶圓(例如180nm)中,微機電(MEMS)組件或光傳感器和光電二極管數組的堆棧,這只是其中的幾個例子。
  模擬3DIC技術通常是透過建造芯片正面到IC背面的電氣連接來實現傳感器應用。 在許多傳感器應用,例如光學、化學、氣體或壓力傳感器中,感測區域是位在CMOS側(晶圓的頂端)。 芯片和導線架之間最常用的連接是打線接合(Wire bonding)(圖1)。 無論是使用塑料封裝,或是將裸片直接接合在印刷電路(PCB)或軟性電路板上,對于某些會將感測區域暴露出來的應用而言,打線接合并非理想的解決方案。 采用專業晶圓代工業者的專有TSV技術,可以利用TSV、背面RDL和芯片級封裝(WLCSP)(圖2)來替代打線。
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