Hello,大家好，今天我們來分享下什么是先進封裝中的TSV/硅通孔技術。

TSV：Through Silicon Via， 硅通孔技術。指的是在晶圓的硅部分形成一個垂直的通道，利用這個垂直的通道注入導電物質，將相同類別芯片或不同類別的芯片進行互連，達到芯片級集成的先進封裝技術。

TSV技術中的這個通道中主要是通過銅等導電物質的填充完成硅通孔的垂直電氣互連，減小信號延遲，降低電容、電感，實現芯片的低功耗、高速通信，增加帶寬和實現器件集成的小型化需求。

在TSV技術之前，芯片之間的連接方式基本都是水平的，TSV的技術讓多個芯片可以進行垂直連接，又叫堆疊。Wire bonding（引線鍵合）和Flip-Chip（倒裝焊）的Bumping（凸點）提供了芯片對外部的電互連，通過TSV和RDL(再布線)則提供了芯片內部的垂直和水平方向的電互連。

TSV根據應用的構造，大致可分為3種：

(a) 垂直的背面連接，無芯片堆疊。TSV位于有源晶粒（active die）中，用于連接至晶圓背面的焊盤（bond pad）；

主要特點:技術難度低，適合大規模投入生產應用，例如應用TSV的CMOS圖像傳感器（CIS）、SiGe功率放大器等。

應用TSV的CMOS圖像傳感器的好處是

1）使用TSV代替引線鍵合可以減小圖像傳感器的尺寸。

2）簡化了圖像傳感器的晶圓級封裝（WLP）。WLP工藝的第一步是將玻璃晶圓附著到圖像傳感器的正面，防止光刻膠(抗蝕劑)微透鏡在組裝過程中受到損壞和污染，然而安裝好玻璃晶圓后會使從晶圓正面到焊盤的連接途徑受阻，TSV通過簡化晶圓級封裝，對此問題提供了簡易的解決方法。

(b) 2.5D 封裝。晶粒（die）連接至硅中介層（interposer），TSV在中介層中；

主要特點:技術難度中，與垂直的背面連接相比，2.5D 先進封裝的硅中介層需要更小的 TSV 間距（≤50 μm），因此需要更先進的TSV工藝。

現場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）器件是最早使用硅中介層的產品之一：硅中間層可以使芯片間密切連接，整合后的結構看起來像單個大尺寸的FPGA芯片，解決了早期直接構建單個大尺寸FPGA芯片的技術難題。

(c) 3D 封裝。TSV位于有源晶粒中，用于實現芯片堆疊。

主要特點:技術難度高，存儲器堆疊是首批應用3D堆疊TSV結構的產品之一，和2.5D封裝中硅中階層對TSV間距的需求相似，但實際應用中難度更高，例如對DRAM設備的寬I/O要求。使用寬 I/O的DRAM 和芯片堆疊的優勢包括封裝高度降低40%，功耗降低50%，帶寬增加6倍。