2015年崗位競聘報告一室顧杰斌競聘副研究員Outline為什么要研究液態(tài)合金TSV技術？基于可控切割技術的液態(tài)合金TSV原理、模擬及理論設備試制液態(tài)合金TSV技術的應用前景TSV硅轉接板SiliconInterposerwithTSVMEMS圓片級TSV封裝微波陶瓷基板三維堆疊模塊成果總結ApplicationsofTSVTSVsizeTSV的尺寸從幾微米到幾百微米不等。原子級沉積的電鍍工藝對于尺寸較大的TSV不是一個合適的工具。CourtesyofYoleCourtesyofYole通孔填充比較：

液態(tài)合金vs.銅電鍍液態(tài)合金壓力填充銅電鍍填充填充原理物理效應復雜的化學過程，本質(zhì)上是原子級的沉積。填充速度幾分鐘需要幾小時到幾十個小時通充通孔大小對通孔孔徑無選擇性，可同時填充不同孔徑的通孔只能填充相同孔徑的通孔材料成本常用錫合金的成本很低銅電鍍液成本較高，抑制劑和加速劑等添加劑的使用進一步提高成本前期/后期處理無需種子層填充前需要鋪種子層；填充后需要化學機械拋光平整化。安全性無毒電鍍液有一定毒害性*此表格只爭對尺寸較大的TSV>~80um液態(tài)合金池如何從合金池中實現(xiàn)TSV的填充？Outline為什么要研究液態(tài)合金TSV技術？基于可控切割技術的液態(tài)合金TSV原理、模擬及理論設備試制液態(tài)合金TSV技術的應用前景TSV硅轉接板SiliconInterposerwithTSVMEMS圓片級TSV封裝微波陶瓷基板三維堆疊模塊成果總結Liquidbridge&

Pinch-offeffectConstant-pressureLiquidbridgeLiquidReduceLiquidPressureCauseLiquidBridgeRuptureX基于Capillary-bridgepinch-offeffect的液態(tài)合金可控切割技術常壓液橋(Constant-PressureLiquidBridge)水銀體溫計可控切割保證填充質(zhì)量過程清潔可擴展至任意尺寸噴嘴可重復使用Simulationin

SurfaceevolverNozzlewithhighaspect-ratioNozzlewithlowaspect-ratioReduceliquidpressureReduceliquidpressureNozzleViaViaNozzle?120μm?30μm?120μm?30μmLiquidbridgeRupture:Pinch-offConditionLaplace-Youngequation

Dimensionalrelationshipbetweennozzleandvia-holeFillingcapabilityatatmosphericpressure

Boundaryconditionofconstant-pressureliquidbridge:

Ruptureconditionofconstant-pressureliquidbridge

第一代實驗樣機近兩年主要成果：專用TSV設備樣機)設備研制情況試制設備樣機設備研制--模具液態(tài)合金填充工藝流程填充效果(1)TopTrailafterliquidbridgeruptureBottom填充效果(2)TopBottomTopTopBottomBottomOutline為什么要研究液態(tài)合金TSV技術？基于可控切割技術的液態(tài)合金TSV原理、模擬及理論設備試制液態(tài)合金TSV技術的應用前景TSV硅轉接板SiliconInterposerwithTSVMEMS圓片級TSV封裝微波陶瓷基板三維堆疊模塊成果總結應用一：

AlloyTsv

forSiliconinterposer合金TSV硅轉接板的制造流程合金TSV填充BCB膠平整化及固定布線應用二：

MEMS圓片級TSV封裝目前主流的MEMS封裝形式集成液態(tài)合金TSV的MEMS圓片級封裝形式or簡單的TSV集成工藝減小封裝尺寸擴大晶圓產(chǎn)出率提高性能尺寸較大無法兼容表面貼裝技術(SMT)AlloyTSVafterCapping(ATAC)工藝液態(tài)金屬TSV填充封蓋引線鍵合互連應用二：

MEMS圓片級TSV封裝蓋板鍵合再布線(RDL)TSV填充蓋板制作UBM制作ASIC集成基于液態(tài)金屬TSV填充技術的MEMS圓片級封裝工藝圖應用三：

微波陶瓷基板三維堆疊模塊陶瓷或高阻硅垂直互聯(lián)鍵合強化結構及屏蔽表層金屬線(電鍍銅)液錫填充電鍍銅（可無）鈍化層錫銅融結鍵合垂直互聯(lián)結構示意圖“融結”工藝融結后融結前應用三：

微波陶瓷基板三維堆疊模塊合金填充應用三：

微波陶瓷基板三維堆疊模塊陶瓷基板合金填充效果成果總結與浙江一企業(yè)簽訂100萬人民幣的技術開發(fā)和轉讓合同承擔GF項目一項。在理論上通過求解Laplace-Young方程，求解出了Constant-PressureLiquidBridge的斷裂條件。成功實現(xiàn)了原理的實驗論證。成功完成了第二代專用TSV