電子設計 - ウエハレベルパッケージICのためのPCB設計指針

WLPおよびWLCSP部品のはんだ接合間隔はかなり小さい。異なるはんだパッド設計はまた、はんだ接合間のトレース幅を制限する。PCBの設計には制限があります。

WLPとWLCSPのウエハレベルチップサイズパッケージング, 小型化チップの有効性はますます重要になってきた, また、電子製品の使用も増加し続けている. しかし, WLPとWLCSPは、同じサイズとダイのサイズの優れた利点と同じようにパッケージング後にチップのサイズに達することができますが, パッケージ製品の機能はますます複雑になっている, ピンの数と設計要件はますます厳しい, と PCB設計 新しいアプリケーションの挑戦になっている...

WLP（Wavelet Level Package）およびWLCSP（Wavelet Level Package Package）は、実際にはウエハ（ウエハ）製造が終了した後に直接ウェハ上を参照する集積回路の実装方法である。パッケージング及び試験手順は、パッケージングが完了した後、単一の集積回路パッケージング製造方法に切断する。

従来のICおよびWLPによって作られたパッケージ設計部品は、サイズが非常に異なっており、WLPは、ダイサイズが同じ電気特性を有することを必要とするだけである。

WLPはウエハステージで部品実装を行うので、従来のICピン、パッケージ本体充填などのためのスペース要件はなく、コンポーネントサイズはダイサイズを達成することができ、PCB設計の課題はより大きい。

Nemotekは、イメージセンサーモジュールのフットプリントを大いに減らすことができる光学レンズ設計で、イメージセンサーモジュールを作るために、WLPを使います。生産は生産コストを節約する自動給餌で迅速に行うことができる。

サムスンは、WLPの形で生産されたイメージセンサーを採用し、コンポーネントのサイズを非常に小さくするために、ウエハレベルのパッケージングを使用して、コンポーネントは非常に薄く、最小のフットプリントをすることができます。

WLPおよびWLCSPは、ウェハをダイに切断した後、パッケージに追加ピンを配線する集積回路製造方法とは異なる。パッケージのより小さなフットプリントのため、WLPおよびWLCSPは同じICアプリケーション機能を達成することができるが、フットプリントが切断後のダイのサイズと同じである限り、WLPおよびWLCSPから単一のICを製造する過程では、通常のICのような接着剤を配線して充填する必要はない。小型化または超小型の小型化設計製品ソリューションを開発する際には、WLPおよびWLCSPパッケージ設計法を用いたICアプリケーションは、優れた製品小型化の利点を達成することができる。加えて、WLPおよびWLCSPコンポーネント自体は、優れた電気的特性（配線およびピンの不足のため）を有する。そして、それは高速伝送アプリケーションのためのコンポーネントのために使われる。ウエハ上で部品を処理することができるので、ICの煩雑な製造プロセスも低減される。

でもここに問題がある。WLPおよびWLCSPは比較的小型であるが、従来のICのピン数が増加するにつれて、WLPおよびWLCSPパッケージのボールピッチ要件は、より厳しいものとなっているが、基本的には回路設計に必要な電気的特性であるが、一般的なICに要求される電気的サポートとは異なり、WLPおよびWLCSPのサイズはダイサイズに低減されている。加えて、WLPおよびWLCSPを有するPCBに接続されることができるコンタクトおよび回路は、非常に小さい。PCBの設計では、ソリューションは一般的なICアプリケーションソリューションと同じくらい簡単ではありません。

ウエハレベルパッケージングの使用について, 目的は、解決策のコストおよび全体的なサイズを減らすことである, しかし、ウエハレベルパッケージングを導入する場合, PCBのコストはウエハレベルパッケージングの使用に起因する, そして、対応する配線を実行しなければならない. パンチ加工の改善, the PCB特性 接続問題なしでWLPとWLCSPコンポーネントと完全にマッチすることができます. 特にWLPとWLCSPの後、設計計画で使用されます, PCBがより複雑になり、その役割がより重要になる. PCBの品質に起因する端末製品の安定性を避けるために設計中に慎重な計画が必要である.

ウェーハステージのコンポーネントパッケージングは、キャリアボードのフットプリントを大いに節約する

WLPおよびWLCSPパッケージは、「シリコン」基板実装プロセス上に直接組み込まれているので、ICは基本的にはボンディングワイヤを使用する必要がないので、高周波成分の場合は、より良い高周波電気特性を直接得ることができ、サイクル時間を短縮することができる。また，fabでパッケージングを行うことができ，パッケージングコストを同時に節約できるが，技術者にとってはコスト削減の方向で設計計画を考慮する必要がある。WLPおよびWLCSPコンポーネントにマッチするために、PCBコストもある程度制限されなければならない。トレードオフ設計に注意を払うか、対応する回路レイアウトを採用する。

一般的にいえば、WLPおよびWLCSPコンポーネントをインポートするためには、PCBレイアウト計画を実行する前に、最初にWLPおよびWLCSP（IEパッケージサイズ）の足跡を取得しなければならず、同時に、ピッチ、スタート回路レイアウト、およびプロセスコンポーネント配置のような重要なコンポーネント情報のためのWLPおよびWLCSPコンポーネントのサイズ／コンタクトエラーおよび接触を確認する必要がある。得られたコンポーネントパラメータをデザインと計画に使用できます。WLPとWLCSPのサイズとコンタクトが小さくなるにつれて、適用可能なICピンのはんだ付けを考慮する必要があります。マットデザイン.

PCBはSMDおよびNSMDフォーム用に微調整する必要がある

これは、WLPとWLCSPパッドタイプと一致することができますし、はんだマスク定義（SMD）と非ハンダマスク定義（NSMD）を使用することができます。半田マスク定義型のSMD半田パッドは、半田ボールをはんだ付けして半田ボールをはんだ付けする半田マスクを使用するように設計されている。この設計解は、半田付け又は剥離プロセス中に半田パッドが引き上げられる可能性を低減することができる。しかし、SMD形態の欠点は、SMDが半田ボールに接続された銅表面の表面積を減少させ、同時に隣接するパッド間のスペースを減少させることであり、これはパッド間のトレースの幅を制限し、PCBをオンにすることもできる。穴は弾力性を使用。ほとんどの設計スキームでは、より一般的に使用されるものは、SMD設計スキームである。なぜなら、SMDの半田付けパッドは、より良好な半田接続特性を有することができ、はんだおよびはんだパッドは、製造プロセス中に一緒に集積することができるからである。

非はんだマスクで定義されたはんだパッド（NSMD）に関しては、設計方法は、はんだパッド領域を定めるために銅をはんだバンプ半田付けに使用することである。この設計解は、PCBと半田ボールとを接続するためにより大きな表面積を提供することができる。同時に、SMD設計形態と比較して、NSMDは、また、半田付けパッドと半田付けパッドとの間のより大きな絶縁距離を提供し、半田付けパッド間のより広い配線間隔を許容し、PCBのスルーホールを使用するためのより高い柔軟性を有する。しかし、NSMDがハンダ付けである場合、剥離している他の操作は容易にハンダ・パッドを引くことができる。

スペーシングには特別な配慮が必要である

ピッチサイズの考慮も非常に重要であり、特に、PCBがSMDまたはNSMDの形態である場合、異なる解の予約ピッチサイズもわずかに異なり、ピッチサイズは半田ボールの中心間の距離であり、ピッチサイズが大きい半田ボール間の距離を指す。配線に使用できる半田パッドと半田パッドとの間の配線スペースが大きくなる。

に関して PCB配線, WLPとWLCSPコンポーネントの特性のために, 使用可能なはんだボールピッチはかなり小さい. Basically, PCB穴を開けるために機械的開口装置を使用することは不可能です. 機械的開口の穴径が大きすぎるので, 開口プロセスはまた、開口プロセスの誤差により、上部の細い線が損傷を受けたPCBを製造することができる. しかし, WLPとWLCSPコンポーネントを使用するPCB, 回路がずっときつくので, レーザードリル, どちらがより高価ですか, を使用する.

まとめ

WLPおよびWLCSPコンポーネントのウエハレベルチップサイズパッケージングは、最終製品のサイズを低減するための優れた改善効果を有しているが、PCB設計計画と引き換えに、高密度多層基板および精密なレーザ開口部を同時に、同時に設計する必要がある。開発の間、当初、ICコンポーネントによって保存されたキャリアボードスペースとコンポーネントコストは部分的にPCB設計とその後の大量生産に移されるでしょう。代わりに、より小さな部品は、製品の後部の生産ラインの部品およびコンポーネントを生産するために用いる。処理またはメンテナンスはまた、実装するのがより困難ないくつかの操作上の問題を引き起こします。