集成電路基板 - 晶圓級晶片封裝科技

晶圓級晶片規模封裝（簡稱WLCSP），即晶圓級晶片封裝，不同於傳統的晶片封裝（先切割，然後密封和測試，封裝後原始晶片的體積至少新增20%），這種最新技術是在整個晶圓封裝和測試中第一次，然後切割成單個IC顆粒，囙此封裝的IC裸晶的體積相當於原始尺寸。

它直接完成晶圓上的所有操作，從而結束前端晶圓製造過程。 在晶片封裝過程中，晶片與晶圓分離，使WLCSP可以在相同的晶片尺寸下實現最小的封裝體積，這幾乎是最終的封裝小型化科技。

晶圓級晶片級封裝技術集成了薄膜無源器件科技和大面積規格製造技術，不僅提供了節省成本的解決方案，還提供了與現有表面貼裝組裝工藝一致的形狀因素。 晶片級封裝技術不僅提供了效能改進路線圖，還减小了集成無源器件的尺寸。

自1998年宣佈WLCSP科技的可行性以來，近年來市場上出現了各種類型的WLCSP。 該科技已應用於移動電子設備，如手機電源晶片，並擴展到邏輯產品的應用。

WLCSP是倒裝晶片互連科技的變體。 在WLCSP科技的幫助下，裸晶片的有源表面被倒置，並通過焊球連接到PCB。 這些焊球的尺寸通常足够大（間距為0.5mm，預回流為300），可以省略倒裝晶片互連所需的底部填充工藝

WLCSP封裝

WLCSP可分為兩種結構類型：直接凸塊和再分佈層（RDL）

直接碰撞

直接凸塊WLCSP包含一個可選的有機層（聚醯亞胺），該層在有源管芯的表面上充當應力緩衝層。 聚醯亞胺覆蓋了整個裸晶片區域，除了連接焊盤周圍的視窗區域。 在該視窗區域上濺射或電鍍子凸塊金屬層（UBM）。 UBM是不同金屬層的堆疊，包括擴散層、阻擋層、潤濕層和抗氧化層。 焊球落在UBM上（所謂的落球），然後通過回流焊接形成焊料凸塊。

再分佈層（RDL）

再分佈層（RDL）WLCSP——這項科技可以將為鍵合線（鍵合焊盤周圍排列）設計的裸晶片轉換為WLCSP。 與直接凸塊不同，這種WLCSP使用兩層聚醯亞胺。 第一聚醯亞胺層沉積在裸晶片上，並將焊盤保持在視窗狀態。 RDL層通過濺射或電鍍將週邊陣列轉換為面陣列。 後續結構類似於直接凸塊，包括第二聚醯亞胺層、UBM和落球。

WLCSP的優點：

WLCSP的封裝模式不僅有效地减小了存儲模塊的尺寸，而且滿足了移動設備對身體空間的高密度要求； 另一方面，在效能方面，它提高了資料傳輸的速度和穩定性。 標準SMT組裝設備可以在沒有底部填充工藝的情况下使用。

1.原始晶片封裝方法的最小尺寸：

WLCSP晶圓級晶片封裝的最大特點是有效地减小封裝體積，使封裝形狀更輕更薄。 囙此，它可以與移動設備相匹配，以滿足輕便、短便攜產品的特性要求。

最小尺寸包裝

2.資料傳輸路徑短，穩定性高：

使用WLCSP封裝時，由於電路佈線短而粗（黃線標記為a到b），可以有效提高資料傳輸頻率，降低電流消耗，提高資料傳輸的穩定性。 由於光裸板在焊接過程中的自校準特性，裝配良率很高。

3.良好的散熱特性

由於WLCSP具有較少的傳統密封塑膠或陶瓷封裝，囙此可以在不新增主體溫度的情况下有效地消散IC晶片運行過程中的熱能。 此功能對移動設備的散熱有很大幫助。 它可以降低電感，提高電力效能。

WLCSP不僅可以實現高密度、高性能封裝和sip的重要科技，而且在器件嵌入PCB科技中起著關鍵作用。 雖然引線鍵合工藝非常成熟和靈活，但多層電路、細線圖形以及WLCSP科技與引線鍵合的結合表明，它將有更廣泛的應用和新的機遇。

WLCSP的缺點：WLCSP的成本來自晶圓或封裝加工。 如果需要大規模生產，就需要新增勞動力。 這將相應地新增生產成本。

WLCSP科技的未來

WLCSP自2000年應用於電子手錶以來，已應用於手機、存儲卡、汽車導航儀和數位設備。 未來幾年，在手機等高效能移動市場，將有更多的晶片使用WLCSP科技。

WLCSP科技和晶片嵌入PCB工藝的結合可以保證PCB組裝質量的穩定性。 這是因為WLCSP不僅易於安裝PCB，而且具有“已知好管芯”的特點。

WLCSP科技為生產輕質緊湊型電子設備帶來了更多可能性。 WLCSP已應用於電路板組裝。 最近，它也成為SIP的重要組成部分。 結合WLCSP和傳統引線鍵合科技的MCP也已進入批量生產。

縱觀近年來WLCSP的發展，我們完全相信WLCSP將在不久的將來繼續發展並擴展到更多領域。