扇出晶圆级封装

扇出晶圆级封装FOWLP)是一种集成电路封装技术,是标准晶圆级封装(WLP)技术的强化。 [1] [2]

嵌入式晶圆级球阵列封装(eWLB)草图,第一个商业化FOWLP技术

传统技术中,首先对晶圆进行切割,然后对单个裸晶进行封装。封装尺寸通常比芯片尺寸大得多。相比之下,在标准WLP流程中,集成电路在仍处于晶圆时进行封装,然后附有封装外层的晶圆才被切割;最终的封装实际上与芯片本身尺寸相同。然而,小封装限制了有限封装空间可容纳的外部接点。对于需要大量接触的复杂半导体装置则可能成为重大限制。

FOWLP的开发就是为了放宽这个限制。与传统封装相比,它提供了更小的封装尺寸、改进的热性能和电气性能,并且允许在不增加芯片尺寸的情况下提高触点数量。

与标准WLP流程相反,FOWLP中,首先对晶圆进行切割,切割出来的芯片会非常精确地重新定位在载体晶圆或面板上,并在每个芯片周围保留扇出空间。然后通过模塑来重构载体,然后在整个模制区域顶部(芯片顶部和相邻扇出区域顶部)制作重布线层,然后在顶部形成焊球

此外,与FOWLP相似的扇出型面板级封装(FOPLP)也在逐渐兴起。FOPLP[3]基于面板级封装技术,能进一步降低成本并提高生产效率。相比传统的圆形晶圆载体,FOPLP采用矩形或方形面板,可提高材料利用率,从而减少浪费。FOPLP的封装面积更大,可用于制造尺寸更大、功能更复杂的芯片封装,并且具有良好的散热与电气性能。随着FOPLP技术的成熟,这种封装形式在智能手机、车用电子等高性能应用中的需求逐渐增加。

历史

FOWLP技术最开始由英飞凌开发,台积电以此技术为基础,生产A10处理器。[4]

 
FOWLP可使用“先芯片(die first)”,裸片面朝下或面朝上安装;或者“后芯片(die last)”方式组装而成。面朝下的方法免于制造铜柱及背面研磨的步骤,制造成本低,但存在裸片移位、晶圆翘曲等问题。面朝上的方法,由于芯片背面完全暴露,利于散热。而后芯片的优点在于制造过程中可以使用验证合格的裸片(known good die,KGD),提高良率。[5]

优点

FOWLP不仅消除了芯片互连和基板,实现了更好的电气性能,降低更低,还在提供了更精细的线路和空间,从而实现更好的可布线性。此外,由于FOWLP使用类似晶圆厂的工艺,产量远高于嵌入式有机基板层压技术,然而,当在器件上构建基板时,工艺必须足够稳健,才能实现>99.5% 的良率;否则基板和封装都会报废。有机层压基板工业工艺、材料和设备的设计初衷并不是为了提供如此高的产量。 然而,嵌入式相对于FOWLP,因为不使用高端晶圆厂工艺或材料,成本较低。[6]

参考

  1. ^ Korczynski, Ed. Wafer-level packaging of ICs for mobile systems of the future. Semiconductor Manufacturing & Design Community. 2014-05-05 [2018-09-24]. (原始内容存档于2018-08-16). 
  2. ^ Fan-out Wafer Level Packaging. Orbotech. n.d. [2018-09-24]. (原始内容存档于2018-09-22). 
  3. ^ 15檔FOPLP概念股介紹!FOPLP是什麼?和其他封裝差異? - 股市爆料同學會 - 股市百科. 2024-10-25 [2024-10-25] (中文(台湾)). 
  4. ^ 先进封装技术科普:什么是扇出型封装Fan-out Packaging?什么是FOWLP、FOCoS和InFO?. www.zhihu.com. [2024-01-07]. 
  5. ^ 扇出型晶圆级封装能否延续摩尔定律?-电子工程专辑. www.eet-china.com. [2024-03-25]. 
  6. ^ Keser, Beth (编). Advances in Embedded and Fan‐Out Wafer‐Level Packaging Technologies. Wiley http://dx.doi.org/10.1002/9781119313991. 2019-01-18. ISBN 978-1-119-31413-4.  缺少或|title=为空 (帮助)

外部链接