Substrato IC - Tecnologia di imballaggio dei chip a livello di wafer

Imballaggio della scala del chip del livello del wafer (WLCSP in breve), cioè imballaggio del chip del livello del wafer, diverso dall'imballaggio tradizionale del chip (prima tagliato e poi sigillato e test, e dopo aver imballato almeno il 20% aumento del volume del chip originale), questa tecnologia più recente è la prima nell'intero imballaggio e test del wafer e quindi tagliato in una singola particella IC, quindi il volume del cristallo nudo IC imballato è equivalente alla dimensione originale.

Completa direttamente tutte le operazioni sul wafer che termina il processo di fabbricazione del wafer front-end. Nel processo di confezionamento del chip, il chip viene separato dal wafer, in modo che WLCSP possa raggiungere il volume minimo di imballaggio con la stessa dimensione del chip, che è quasi la tecnologia finale di miniaturizzazione dell'imballaggio.

La tecnologia di imballaggio della scala del chip del wafer, che integra la tecnologia del dispositivo passivo a film sottile e la tecnologia di produzione delle specifiche di grandi aree, non solo fornisce soluzioni di risparmio sui costi, ma fornisce anche fattori di forma coerenti con il processo di assemblaggio esistente del montaggio superficiale. La tecnologia di imballaggio in scala chip non solo fornisce una roadmap di miglioramento delle prestazioni, ma riduce anche le dimensioni dei dispositivi passivi integrati.

Da quando la fattibilità della tecnologia WLCSP è stata annunciata nel 1998, diversi tipi di WLCSP sono apparsi sul mercato negli ultimi anni. Questa tecnologia è stata utilizzata in dispositivi elettronici mobili, come chip di alimentazione per telefoni cellulari, ed è stata estesa all'applicazione di prodotti logici.

WLCSP è una variante della tecnologia di interconnessione flip chip. Con l'aiuto della tecnologia WLCSP, la superficie attiva del chip nudo viene invertita e collegata al PCB con sfere di saldatura. La dimensione di queste sfere di saldatura è di solito abbastanza grande (300 a 0,5 mm di distanza e pre reflow) μ m), il processo di sottoriempimento richiesto per l'interconnessione del chip flip può essere omesso

Imballaggio WLCSP

WLCSP può essere diviso in due tipi strutturali: urto diretto e strato di ridistribuzione (RDL)

Colpo diretto

L'urto diretto WLCSP contiene uno strato organico opzionale (poliimide) che funge da tampone di stress sulla superficie dello stampo attivo. La poliimide copre l'intera area del chip nudo tranne l'area finestrata intorno al pad di collegamento. Uno strato metallico subbump (UBM) viene sputato o galvanizzato su questa zona finestrata. UBM è una pila di diversi strati metallici, compreso lo strato di diffusione, lo strato di barriera, lo strato di bagnatura e lo strato di resistenza all'ossidazione. La palla di saldatura cade sull'UBM (cosiddetta palla di goccia), e quindi il colpo di saldatura è formato dalla saldatura a riflusso.

Livello di ridistribuzione (RDL)

Strato di ridistribuzione (RDL) WLCSP Questa tecnologia può convertire chip nudi progettati per linee di incollaggio (pad di incollaggio sono disposti intorno) in WLCSP. A differenza degli urti diretti, questo WLCSP utilizza due strati di poliimide. Il primo strato di poliimide viene depositato sul chip nudo e mantiene il pad di incollaggio nello stato finestrato. Lo strato RDL converte l'array periferico in un array di area mediante sputtering o galvanizzazione. La struttura successiva è simile a un urto diretto - tra cui un secondo strato di poliimide, UBM e una palla cadente.

Vantaggi del WLCSP:

La modalità di imballaggio di WLCSP non solo riduce efficacemente le dimensioni del modulo di memoria, ma soddisfa anche i requisiti ad alta densità dei dispositivi mobili per lo spazio corporeo; D'altra parte, in termini di prestazioni, migliora la velocità e la stabilità della trasmissione dei dati. L'attrezzatura standard di assemblaggio SMT può essere utilizzata senza processo di sottoriempimento.

1. dimensione minima del metodo di imballaggio originale del chip:

La caratteristica più grande dell'imballaggio del chip a livello del wafer WLCSP è di ridurre efficacemente il volume del pacchetto e rendere la forma del pacchetto più leggera e sottile. Pertanto, può essere abbinato ai dispositivi mobili per soddisfare i requisiti caratteristici dei prodotti portatili leggeri e corti.

Imballaggio di dimensioni minime

2. Breve percorso di trasmissione dei dati e alta stabilità:

Quando si utilizza l'imballaggio WLCSP, a causa del cablaggio a corto circuito e spesso (linea gialla contrassegnata da a a b), può aumentare efficacemente la frequenza di trasmissione dei dati, ridurre il consumo di corrente e migliorare la stabilità della trasmissione dei dati. A causa delle caratteristiche di autocalibrazione dello strato nudo leggero nel processo di saldatura, la resa di assemblaggio è elevata.

3. Buone caratteristiche di dissipazione del calore

Poiché WLCSP ha imballaggi in plastica o ceramica sigillati meno tradizionali, l'energia termica durante il funzionamento del chip IC può essere efficacemente dissipata senza aumentare la temperatura del corpo principale. Questa funzione è di grande aiuto per la dissipazione del calore dei dispositivi mobili. Può ridurre l'induttanza e migliorare le prestazioni elettriche.

WLCSP non solo può realizzare l'importante tecnologia di imballaggio e sorso ad alta densità e ad alte prestazioni, ma svolge anche un ruolo chiave nel dispositivo che incorpora la tecnologia PCB. Anche se il processo di incollaggio del filo è molto maturo e flessibile, il circuito multistrato, la grafica delle linee sottili e la combinazione con l'incollaggio del filo della tecnologia WLCSP dimostrano che avrà applicazioni più ampie e nuove opportunità.

Svantaggi di WLCSP: il costo di WLCSP deriva dalla lavorazione di wafer o imballaggi. Se è necessaria una produzione su larga scala, la quantità di lavoro deve essere aumentata. Di conseguenza aumenterà il costo di produzione.

Il futuro della tecnologia WLCSP

WLCSP è stato applicato in telefoni cellulari, schede di memoria, navigatori auto e dispositivi digitali da quando è stato applicato negli orologi elettronici nel 2000. Nei prossimi anni, ci saranno più chip che utilizzano la tecnologia WLCSP nel mercato mobile ad alte prestazioni come i telefoni cellulari.

La combinazione della tecnologia WLCSP e del processo PCB che incorpora chip può garantire la stabilità della qualità dell'assemblaggio PCB. Questo perché WLCSP non è solo facile da montare PCB, ma ha anche le caratteristiche di "stampo buono conosciuto".

La tecnologia WLCSP offre maggiori possibilità per la produzione di dispositivi elettronici leggeri e compatti. WLCSP è stato applicato all'assemblaggio del circuito stampato. Recentemente è diventata anche una parte importante del SIP. MCP che combina WLCSP e tecnologia convenzionale di incollaggio del filo è entrato anche nella produzione di massa.

Guardando allo sviluppo di WLCSP negli ultimi anni, possiamo credere pienamente che WLCSP continuerà a svilupparsi ed espandersi in più campi nel prossimo futuro.