高级封装要求螺距低于10µm。
混合粘接是开辟先进包装创新未来的关键。混合键合提供了一种解决方案，可实现更高的带宽、更高的功率和信号完整性。由于业界正在寻求通过扩展系统级互连来提高最终设备的性能，混合键合提供了最有前途的解决方案，能够集成几个互连间距小于10微米的小模具。要理解混合键合的基本原理，需要问三个基本问题:什么是混合键合，为什么使用混合键合，哪种材料最适合您的应用?
理解混合键合需要对先进的包装工业有一个简要的历史。当电子封装工业发展到三维封装时，微凸点通过在模具上使用小铜凸点作为一种形式，提供了芯片之间的垂直互连wafer-level包装．凸起的大小范围从40微米间距到最终缩小到20微米或10微米间距。然而，这就是问题所在;将尺寸缩小超过10微米变得非常具有挑战性，工程师们正在转向一种新的解决方案来继续缩小尺寸。混合键合通过完全避免使用凸点，为10微米及以下间距提供了解决方案，而是使用小型铜对铜连接连接封装中的模具。它提供了卓越的互连密度，支持类似3d的包和高级内存立方体。
混合键合是一种将介电键(SiOx)与嵌入金属(Cu)结合起来形成互连的永久键合。它被业界称为直接债券互连(DBI)。混合键合扩展了融合键合，在键合界面中嵌入金属垫，允许晶圆面对面连接。
混合键合垂直连接die-to-wafer(D2W)或片对片(W2W)通过紧密间隔的铜衬垫。虽然在图像传感领域，W2W混合键合已经投入生产数年，但业界强烈要求加快D2W混合键合的发展。这一发展将进一步实现异构集成，为直接连接不同功能、尺寸和设计规则的模具提供了强大而灵活的手段。
与其他粘接技术相比，混合粘接具有许多优点，包括:
图片来源:Imed Jani。三维高密度互连的测试和表征。微纳米技术/微电子学。Université格勒诺布尔阿尔卑斯，2019年。英语。NNT: 2019great094。电话号码——02634259
SiOx/金属杂化键合与聚合物/金属杂化键合的主要区别如下图所示。
化学机械抛光(CMP)是晶圆级封装的关键工艺之一。CMP是一种通过化学和机械作用相结合来去除材料的过程，以获得高度光滑和平面的材料表面。通过CMP工艺获得平面表面的成本很高，这是使用SiOx作为电介质材料的缺点之一。通过CMP, SiOx要求平面表面粗糙度(Ra)小于1nm。不实现平面表面可能是有害的，因为粒子或铜镀将导致粘结线的空洞。此外，SiOx在结合过程中没有回流，这可能导致金属周围的空气间隙。
下面是一个简化的过程，以显示永久粘接粘合剂如何用于混合粘接。在A种情况下，在铜柱上应用介电聚合物，然后在粘结前将其平面化。在情况B中，聚合物是图案化的，在粘结之前通过双大马士革方法形成铜柱。光可印电介质材料的功能使这种流动成为可能。
混合键合是为下一代封装设备开发的一项创新技术。最新的光敏永久粘结材料将是一种促进剂和补充布鲁尔科学的永久粘接专业知识．本概述讨论了杂化键的基本知识，以获得基本的了解;但是，如果您希望了解更多关于特定于您的应用程序的混合键合，请安排一次与专家的通话或下载白皮书，它提供了一种新型聚合物材料与使用氧化硅作为电介质之间的差异的深入研究。白皮书介绍了材料表征、工艺优化、可靠性和初步聚合物/聚合物杂化粘结结果。
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