WLCSP封裝應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備時必須考慮的問題

　　便攜式醫(yī)療保健設(shè)備和服務(wù)越來越普及。一般來說，這些設(shè)備必須高效和“不可見”，因而在低功耗和小體積方面給設(shè)計(jì)師帶來了新的挑戰(zhàn)。如今晶圓級芯片級封裝（WLCSP）能使以往不可能實(shí)現(xiàn)的醫(yī)學(xué)治療得以實(shí)現(xiàn)。這些新的應(yīng)用包括創(chuàng)傷檢測、醫(yī)學(xué)植入以及拋棄型便攜式監(jiān)測儀等。本文首先介紹WLCSP技術(shù)，然后討論P(yáng)CB連接盤圖案、焊盤終飾層和電路板厚度設(shè)計(jì)的最佳實(shí)用技巧，以便發(fā)揮WLCSP的最大功效。

　　如圖1所示，WLCSP是倒裝芯片互連技術(shù)的一個變種。借助WLCSP技術(shù)，裸片的有源面被倒置，并使用焊球連接到PCB。這些焊球的尺寸通常足夠大（在0.5mm間距、預(yù)回流焊時有300μm），可省去倒裝芯片互連所需的底部填充工藝。

　　圖1：WLCSP封裝。

　　這種互連技術(shù)有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

　　通過省去第一層封裝（模塑復(fù)合材料、引線框或有機(jī)基底）可以節(jié)省可觀的空間。例如，8-ball WLCSP所占電路板面積只有8-lead SOIC的8%。

　　通過省去標(biāo)準(zhǔn)塑料封裝中使用的連接線和引線可以減小電感、提高電氣性能。

　　由于省去了引線框和模塑復(fù)合材料，使得封裝外形更加輕薄。

　　無需底部填充工藝；可以使用標(biāo)準(zhǔn)的SMT組裝設(shè)備。

　　由于輕質(zhì)裸片在焊接過程中具有自我校準(zhǔn)特性，因此組裝良率較高。

　　封裝結(jié)構(gòu)

　　WLCSP可以被分成兩種結(jié)構(gòu)類型：直接凸塊和重分布層（RDL）

　　直接凸塊

　　直接凸塊WLCSP包含一個可選的有機(jī)層（聚酰亞胺），這個層用作有源裸片表面上的應(yīng)力緩沖器。聚酰亞胺覆蓋了除連接焊盤四周開窗區(qū)域之外的整個裸片面積。在這個開窗區(qū)域之上濺射或電鍍凸塊下金屬層（UBM）。UBM是不同金屬層的堆疊，包括擴(kuò)散層、勢壘層、潤濕層和抗氧化層。焊球落在UBM之上（因此叫落球），然后通過回流焊形成焊料凸塊。直接凸塊WLCSP的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　圖2：直接凸塊WLCSP。

　　重分布層（RDL）

　　圖3是一種重分布層（RDL）WLCSP。這種技術(shù)可以將為邦定線（邦定焊盤安排在四周）而設(shè)計(jì)的裸片轉(zhuǎn)換成WLCSP。與直接凸塊不同的是，這種WLCSP使用兩層聚酰亞胺層。第一層聚酰亞胺層沉積在裸片上，并保持邦定焊盤處于開窗狀態(tài)。RDL層通過濺射或電鍍將外圍陣列轉(zhuǎn)換為區(qū)域陣列。隨后的結(jié)構(gòu)類似直接凸塊——包括第二個聚酰亞胺層、UBM和落球。

　　圖3：重分布層（RDL）WLCSP。