混合键合(Hybrid Bonding)在半导体封装技术迭代中扮演了关键的“桥梁”和“突破口”角色,它是实现更高性能、更高集成度封装的核心技术之一。
混合键合(Hybrid Bonding)是一种用于先进封装的芯片互连技术,它通过金属与介电材料的同时键合,实现芯片之间的高密度、低延迟连接。它区别于传统的焊接方式,不再依赖锡球或微凸点,而是让芯片或晶圆之间的金属层直接接触并形成电连接,同时其周围的介电层也通过原子级的键合作用牢固结合。
在混合键合过程中,两个芯片(或晶圆)首先经过表面平坦化(CMP)和清洁处理,使金属和绝缘层暴露并达到原子级平整度。随后,在极高精度的对准控制下,这些晶圆在常温或低温下被贴合,之后通过后热处理(如热退火)促使金属原子之间扩散结合,最终形成牢固、低电阻的电性和结构连接。
由于其互连间距可以达到2微米甚至更小,混合键合大幅提升了芯片间通信的带宽与速度,降低了寄生效应,并为芯片堆叠提供了极高的集成密度和优异的热性能。
混合键合技术被广泛用于3D封装(如存算一体芯片、HBM高带宽存储)和2.5D封装中高密度芯片之间的互连。它被认为是继TSV和微凸点之后的下一代关键互连技术,是实现未来异构集成、高性能计算和AI芯片设计的重要支撑。
简而言之,混合键合是一种将结构粘合与电连接同步完成的超高密度互连技术,正在引领先进封装从传统拼接式连接走向原子级集成的新阶段。
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