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【og视讯平台】挑战更小尺寸:3DIC技术在传感器IC中如何应用?

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og视讯平台-系统工程师在研发简单的电子产品,例如传感器和传感器模块应用于时,他们所面对的根本性挑战为更加小的外形尺寸、卓越的功能、较佳的效能及更加较低的物料列表成本(BoM)。设计者可以使用具备较高统合密度的较小制程节点来削减晶方尺寸,同时也能用于先进设备的PCB技术来构建系统小型化。3DIC沦为增大传感器IC新解方对于更高系统统合度的市场需求持续减少,这不只促成传统的装配服务供货商,也推展半导体公司研发更加创意和更加先进设备的PCB技术。最不具前景且最不具挑战性的技术之一就是使用硅通孔(TSV)的三维积体(3DIC)。

3DIC技术现在已被普遍用作数字IC(例如,内存IC、影像传感器和其他组件的堆栈)中,其设计和生产方法早已在数字世界中获得成功证明。接下来,设计者要如何将3DIC技术顺利引入以仿真和混合讯号居多的的传感器IC中?在今日,回头在前面的仿真和混合讯号IC开发商已开始意识到使用仿真3DIC设计的确能带给实质益处。智能传感器和传感器模块产品瞄准工业4.0、智能城市或物联网(IoT)中的各种应用于。

在各种芯片堆栈技术中,TSV和背面新的布局层(BRDL)能用来替代传统金线黏合,此技术的用处很大。3D积体技术,尤其是来自领导晶圆代工业者的类似仿真TSV技术,在融合正面或背面新的布局层(RDL)后,由于点对点更加较短且能构建更高的统合度,因此能以更加小的占板面积获取更加多功能。尤其是小尺寸的TSVPCB技术(总高度在0.32mm范围内)能解决问题智能手表或智能眼镜等穿着式装置的的小尺寸市场需求。

在有所不同的芯片或技术人组中,TSV技术还能获取更高水平的灵活性度,例如使用45奈米制程的数字芯片中的芯片至芯片堆栈,以及在仿真晶圆(例如180nm)中,微机电(MEMS)组件或光传感器和光电二极管数组的堆栈,这只是其中的几个例子。仿真3DIC技术一般来说是利用修建芯片正面到IC背面的电气相连来构建传感器应用于。

在许多传感器应用于,例如光学、化学、气体或压力传感器中,感测区域是位在CMOS外侧(晶圆的顶端)。芯片和导线架之间最常用的相连是打线黏合(Wirebonding)(图1)。

无论是用于塑料PCB,或是将裸片必要黏合在印刷电路(PCB)或软性电路板上,对于某些不会将感测区域曝露出来的应用于而言,打线黏合并非理想的解决方案。使用专业晶圆代工业者的专有TSV技术,可以利用TSV、背面RDL和芯片级PCB(WLCSP)(图2)来替代打线。图1使用标准打线黏合的传感器芯片。图2使用TSV背面相连的传感器芯片。

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