扇出型晶圓級封裝技術原理詳解
發布時間:2019-12-22 責任編輯:lina
【導讀】我們有能力創造一些能保持前代性能並且更好更小的電子設備,例如今天的可穿戴設備、智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)或(huo)平(ping)板(ban)電(dian)腦(nao),這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)很(hen)多(duo)因(yin)素(su)超(chao)過(guo)摩(mo)爾(er)定(ding)律(lv)而(er)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan),從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)從(cong)底(di)層(ceng)的(de)嵌(qian)入(ru)組(zu)件(jian)發(fa)展(zhan)到(dao)今(jin)天(tian)把(ba)它(ta)們(men)封(feng)裝(zhuang)在(zai)一(yi)起(qi)。關(guan)於(yu)後(hou)者(zhe),扇(shan)出(chu)晶(jing)圓(yuan)級(ji)封(feng)裝(zhuang)(FOWLP)正在迅速成為新的芯片和晶圓級封裝技術,並被預測會成為下一代緊湊型,高性能的電子設備的基礎。
我們有能力創造一些能保持前代性能並且更好更小的電子設備,例如今天的可穿戴設備、智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)或(huo)平(ping)板(ban)電(dian)腦(nao),這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)很(hen)多(duo)因(yin)素(su)超(chao)過(guo)摩(mo)爾(er)定(ding)律(lv)而(er)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan),從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)從(cong)底(di)層(ceng)的(de)嵌(qian)入(ru)組(zu)件(jian)發(fa)展(zhan)到(dao)今(jin)天(tian)把(ba)它(ta)們(men)封(feng)裝(zhuang)在(zai)一(yi)起(qi)。關(guan)於(yu)後(hou)者(zhe),扇(shan)出(chu)晶(jing)圓(yuan)級(ji)封(feng)裝(zhuang)(FOWLP)正在迅速成為新的芯片和晶圓級封裝技術,並被預測會成為下一代緊湊型,高性能的電子設備的基礎。
而用常規的倒裝芯片 WLP 方案中 I/O 端子散布在芯片表麵麵積,從而限製了 I/O 連接的數目,FOWLP 在一個環氧模製化合物(EMC)中嵌入每個裸片時,每個裸片間的空隙有一個額外的 I/O 連接點,這樣 I/O 數會更高並且的對矽利用率也有所提高。再分布層(RDLs)由物理氣相沉積(PVD)形成,並和隨後的電鍍以及微影圖案,重新規劃從裸片上的 I/O 鏈接到外圍環氧樹脂區域的路線。

圖 1 農村配網和住宅小區
FOWLP 處理流程
利用 FOWLP,具有成千上萬 I/O 點dian的de半ban導dao體ti器qi件jian可ke通tong過guo兩liang到dao五wu微wei米mi間jian隔ge線xian實shi現xian無wu縫feng連lian接jie,從cong而er使shi互hu連lian密mi度du最zui大da化hua,同tong時shi實shi現xian高gao帶dai寬kuan數shu據ju傳chuan輸shu。去qu除chu基ji板ban顯xian著zhu節jie約yue了le成cheng本ben。
伴隨 FOWLP,如今我們才有能力在這些模片上嵌入一些異構設備包括基帶處理器,射頻收發器和電源管理 IC,從而實現了最新一代的超薄可穿戴和移動無線設備。因為不間斷的線和節約的空間,FOWLP 有潛力適用於更高性能的設備,包括內存和應用處理器,FOWLP 能夠應用到新的市場,包括汽車和醫療應用甚至更多。
今天業內領先的 FOWLP 應用產商包括了 Amkor, ASE, Freescale, NANIUM, STATS ChipPAC, 和台積電,台積電由於其廣泛報道的與蘋果公司生產 iphone7 的 a10 處理器的合同,成為最受注目的供應商 – 據說此部分歸功於台積電成熟的基於 FOWLP 的 inFO 技術。
據研究公司 YoleDéveloppement 公司於 2015 年 9 月發布的名為“FO WLP Forecast update 09/2015”的報道,台積電發布的 inFO 格式有望把 FOWLP 的工業封裝收益從 2015 年的$ 240M 在 2020 年增至$ 2.4B。隨著預期的 54%複合年增長率,Yole 預計 FOWLP 將成為半導體工業裏發展最快的先進封裝技術。
發熱量低,高速處理
所有扇出晶圓以單裸片嵌入 EMC 為特征,旋轉介質圍繞著 RDL。這些材料呈現一些獨有的問題,包括吸濕性,過量放氣和有限的耐熱性。如果不妥善處理,在金屬沉積階段的汙染會危及接觸電阻。
而傳統的矽電路可承受的熱量高達 400℃,可以在一分鍾內進行脫氣。FOWLP 中使用的介質和 EMC 耐熱性接近 120℃,wenduchaoguozhegeyuzhihuidaozhifenjieheguodujingyuanqiaoqu。zaizheyangdidewenduxiatuoqijingpian,ziranxuyaojiaochangdeshijianliang,bingqiedadajianshaolechangguidejianshexitongdetuntuliang。
多晶片脫氣(MWD)的技術已經成為一個引人注目的解決方法,在晶片單獨轉移到後續的預清潔和濺射沉積之前,高達 75 個的晶片可以並行在 120℃下脫氣,而不會破壞真空狀態。
用這種方法,晶片被動態地在幹淨,高度真空條件下泵浦,將加熱晶片的輻射熱直接傳遞給低於封裝應用規定的溫度
在 MWD 內每個晶片所花時間達到 30 分鍾,但因為它們是並行處理的,“幹”晶片每 60 至 90 秒輸出進入到金屬沉積,每小時晶片輸出數在 30 到 50 之間。相比於單晶片脫氣技術,此方法使 PVD 係統流量增大 2-3 倍。基於鈍化厚度增加的更低熱預算的材料出現,更長時間的脫氣對係統容量不會產生影響。
這zhe些xie好hao處chu是shi不bu容rong易yi實shi現xian的de,除chu非fei我wo們men能neng夠gou克ke服fu隨sui之zhi而er來lai的de翹qiao曲qu挑tiao戰zhan。環huan氧yang模mo晶jing片pian可ke以yi在zai固gu化hua後hou翹qiao曲qu,翹qiao曲qu的de尺chi寸cun和he形xing狀zhuang是shi由you嵌qian入ru晶jing片pian的de位wei置zhi、晶片形狀和密度決定的。因此,一個 FOWLP PVD 係統必須能夠使化溫度引起的形狀變化達到最小,和能夠容納彎曲度達 10mm 的晶片。工業中對於可接受的彎曲閾值可能低於 6mm,但是,在一個 6mm+翹曲的基板上完成均勻厚度的導體是不太容易。
完整至上
成功脫氣後,但在金屬沉積之前,FO jingpianzaidenglizitishikemokuaizhongyuqingjie。zheyouzhuyucongchutouquchuweiliangyanghuawuceng,danshiyouyuchutouzhouweideyoujijiezhidehunhewu,jiangdaozhitanduijiyushibi。zhexietanbuyizhanfudaotaociqiangshidebiaomian,bingqieruguobuzaixiguanli,kenenghuidaozhizaoqikelipolie。
新原位粘貼技術使這些沉積碳在預清洗過程中更好地吸附在室表麵,實現超過 6000 片晶圓的保護性間隔維持。這種方法可以通過減少專用晶片糊劑的頻率,大大提高產量。使用傳統技術,每生產 10 至 20 個晶片就要為室粘貼而暫停生產。
FOWLP 對於超小型、高 I/O 電子設備的好處,比主流 FOWLP 所麵臨的上述技術壁壘要重要的多。有了克服阻礙 FOWLP 工藝的脫氣,翹曲和完整性這些困難的能力,電子產品製造商可以消除影響生產速度和產率的阻力,同時釋放 FOWLP 的全部潛力。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 從技術研發到規模量產:恩智浦第三代成像雷達平台,賦能下一代自動駕駛!
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索





