WLC封裝技術(shù)

晶圓級(jí)芯片封裝WLCSP(wafer level chip-scale packaging) 是裸芯片封裝，不僅在所有IC封裝形式中面積最小，而且還具有出色的電氣和熱性能，歸功于直接互連的低電阻和低熱阻，并且在芯片與應(yīng)用PCB之間的電感低。WLCSP是倒裝互連的一個(gè)變種,與FC相同的是，CSP封裝中die也是倒置。不同的是，CSP不再需要基板?？晒?jié)省封裝成本，且封裝厚度也更加輕薄，有助于提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

BOP即錫球直接長(zhǎng)在die的Al pad上，而有的時(shí)候，如果出現(xiàn)引出錫球的pad靠的較近，不方便出球，則用重新布線(xiàn)(RDL)將solder ball引到旁邊。

最早的WLCSP是Fan-In，bump全部長(zhǎng)在die上，而die和pad的連接主要就是靠RDL的metal line，封裝后的IC幾乎和die面積接近。Fan-out，bump可以長(zhǎng)到die外面，封裝后IC也較die面積大(1.2倍)。

Fan-Out:先將die從晶圓上切割下來(lái)，倒置粘在載板上(Carrier)。此時(shí)載板和die粘合起來(lái)形成了一個(gè)新的wafer，叫做重組晶圓(Reconstituted Wafer)。在重組晶圓中，再曝光長(zhǎng)RDL。

Fan-in和Fan-out 對(duì)比如下，從流程上看，F(xiàn)an-out除了重組晶圓外，其他步驟與Fan-in RDL基本一致。

⒛世紀(jì)90年代中后期,日本首先開(kāi)發(fā),而后在全球迅速發(fā)展的CSP多達(dá)數(shù)十種,但基本可歸納為以下幾類(lèi),即柔性基板CSP、剛性基板CSP、引線(xiàn)框架式CSP、焊區(qū)陣列CSP、微小模塑型CSP、微型

BGA(uBGA)、芯片疊層型CSP、QFN型CSP、BCC和圓片型CSP等。各類(lèi)CSP競(jìng)相發(fā)展,特別是在通信領(lǐng)域呈供不應(yīng)求之勢(shì)。尤其是其中的圓片型CsP,因其可在通常制作集成電路芯片的Al焊區(qū)完

成后,繼續(xù)完成CSP的“封裝”制作,使其成本、性能及可靠性等較前幾類(lèi)具有潛在的優(yōu)勢(shì)。至今國(guó)際上大型的集成電路封裝公司都紛紛投向這類(lèi)CSP的研制開(kāi)發(fā),該封裝稱(chēng)為圓片級(jí)CSP(WLCSP),又

稱(chēng)為圓片級(jí)封裝(WLP)。

晶片級(jí)封裝(WLP)是芯片封裝(CSP)的一種，可以使IC面向下貼裝到印刷電路板(PCB)上，采用傳統(tǒng)的SMT安裝工藝。芯片焊盤(pán)通過(guò)獨(dú)立的焊球直接焊接到PCB焊盤(pán)(圖1)。WLP技術(shù)與球柵陣列、引線(xiàn)型和基于層壓成型的CSP封裝技術(shù)不同，它沒(méi)有綁定線(xiàn)或引出線(xiàn)。WLP通常無(wú)需填充材料，但是在一些特定應(yīng)用中，比如移動(dòng)設(shè)備中，填充材料能夠增大WLP的機(jī)械強(qiáng)度。WLP的主要優(yōu)勢(shì)在于其封裝尺寸小、IC到PCB之間的電感很小、并且縮短了生產(chǎn)周期。

WLP結(jié)構(gòu)

Maxim的WLP芯片是在硅晶片襯底上直接建立封裝內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)。在晶片表面附上一層電介質(zhì)重復(fù)鈍化的聚合物薄膜。這層薄膜減輕了焊球連接處的機(jī)械壓力并在管芯表面提供電氣隔離。在聚合物薄膜內(nèi)采用成相技術(shù)制作過(guò)孔，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)與IC綁定盤(pán)的電氣連接。

WLP焊球陣列是基于具有均勻柵距的矩形柵格排列。焊球材料由頂標(biāo)中A1位置的標(biāo)示符表示(見(jiàn)圖2中的頂標(biāo)A1)。A1為光刻的雙同心圓

時(shí)，表示焊膏采用的是低熔點(diǎn)的SnPb;對(duì)于無(wú)鉛焊膏，A1處采用加號(hào)

表示。所有無(wú)鉛WLP產(chǎn)品的底部均采用晶片迭層(聚合物薄膜保護(hù)層)，該聚合物材料為硅片底部提供機(jī)械接觸和UV光照保護(hù)。

WLP球柵陣列設(shè)計(jì)和尺寸

Maxim的WLP封裝目前通常采用0.5mm和0.4mm的球柵陣列間隔，詳細(xì)的WLP尺寸圖請(qǐng)參見(jiàn)Maxim封裝圖。