應用於2.5D 電子構裝中含矽穿孔中介層之結構熱變形/應力與強度:設計分析與量測

因半導體科技在線寬微縮已面臨其物理極限，世界知名半導體大廠皆投入三維晶片(3D ICs)堆疊構裝技術或系統構裝技術進行研究，而矽穿孔(Through Silicon Via, TSV)為其主要技術，其應用可使晶片以垂直方式進行堆疊構裝體並容納更多的IC晶片(或電晶體)，有效縮短各元件之間的距離，提升運算效能。然而，礙於三維晶片之製程複雜、製作成本高、其構裝體之良率低，以及其應用需求性仍偏低等問題，導致各大廠逐漸發展以TSV矽載板(Si Interposer)為中介層的晶片堆疊構裝技術，稱之為2.5維晶片構裝(2.5D ICs)。而2.5D ICs為將晶片以水平方式置放於一TSV矽載板上，此矽載板提供晶片和晶片間之訊號傳輸。然而，此構裝技術必須面臨矽載板於製程中翹曲量及應力問題，以及於製程後之強度及殘留應力等問題，這些問題對於其構裝體之製程與使用期間之可靠度影響頗大。本計畫擬針對TSV矽載板在不同的結構設計與不同製程參數下其變形量、應力、強度以及可靠度進行研究與探討。計畫執行擬分成兩年期以進行有關且不同主題之研究：第一年，利用光學量測方法結合相關理論及有限元素分析，探討結構與製程參數對TSV矽載板變形量及應力之影響，以及針對矽載板與基板接合後之變形量及應力等議題進行研究探討，並行TSV矽載板之結構及製程參數最佳化設計。第二年，利用三點彎矩、四點彎矩，以及球加載彈性基礎平板等晶片強度測試方法，結合音洩法(Acoustic Emission)以及有限元素分析，進行TSV矽載板強度之量測與分析，並針對矽載板進行可靠度測試，觀察其破壞模式。

系統編號:PB10501-3727
原計畫編號:MOST104-2221-E182-001-MY2