传苹果在2016年秋天行将推出的新款智能型手机iPhone 7(暂订)上,将搭载选用扇出型晶圆级封装(Fan-out WLP;FOWLP)的芯片,让新iPhone更轻浮,制造本钱更低。
那什么是FOWLP封装技能呢?
Fan Out WLP的英文全称为(Fan-Out Wafer Level Packaging;FOWLP),中文全称为(扇出型晶圆级封装),其采纳拉线出来的方法,本钱相对廉价;fan out WLP能够让多种不同裸晶,做成像WLP制程一般埋进去,等于减一层封装,假定放置多颗裸晶,等于省了多层封装,有助于下降客户本钱。此刻唯一会影响IC本钱的要素则为裸晶巨细。
Fan-out封装最早在2009~2010年由Intel Mobil提出,仅用于手机基带芯片封装。
2013年起,全球各首要封测厂活跃扩展FOWLP产能,首要是为了满意中贱价智慧型手机商场,关于本钱的苛刻要求。FOWLP因为不须运用载板资料,因而可节约近30%封装本钱,且封装厚度也愈加轻浮,有助于提高晶片商产品竞争力。
优势:
体系级封装(System in Package;SiP)结合内嵌式(Embedded)印刷电路板(Printed Circuit Board;PCB)技能虽契合移动设备小型化需求,但是供应链与本钱存在问题,另一方面,扇出型晶圆级封装(Fan-out Wafer Level Package;FoWLP)不只规划难度低于矽穿孔(Through Silicon Via;TSV) 3D IC,且挨近2.5D %&&&&&%概念与相对有助下降本钱,可望成为先进封装技能的开展要害。
应战:
尽管Fan-Out WLP可满意更多I/O数量之需求。但是,假如要很多运用Fan-Out WLP技能,首要有必要战胜以下之各种应战问题:
(1) 焊接点的热机械行为: 因Fan-Out WLP的结构与BGA构装类似,所以Fan-Out WLP焊接点的热机械行为与BGA构装相同,Fan-Out WLP中焊球的要害方位在硅晶片面积的下方,其最大热膨胀系数不匹配点会发生在硅晶片与PCB之间。
(2) 晶片方位之精确度: 在从头建构晶圆时,有必要要保持晶片从持取及放置(Pick and Place)于载具上的方位不发生偏移,甚至在铸模作业时,也不行发生偏移。因为介电层开口,导线从头散布层(Redistribution Layer; RDL)与焊锡开口(Solder Opening)制造,皆运用黄光微影技能,光罩对準晶圆及曝光都是一次性,所以关于晶片方位之精确度要求十分高。
(3) 晶圆的翘曲行为: 人工从头建构晶圆的翘曲(Warpage)行为,也是一项严重应战,因为从头建构晶圆含有塑胶、硅及金属资料,其硅与胶体之份额在X、Y、Z三方向不同,铸模在加热及冷却时之热涨冷缩会影响晶圆的翘曲行为。
(4) 胶体的脱落现象: 在常压时被胶体及其他聚合物所吸收的水份,在通过220~260℃迴焊(Reflow)时,水份会瞬间气化,从而发生高的内部蒸气压,假如胶体组成不良,则易有胶体脱落之现象发生。
对PCB商场的冲击:
本文最初讲到苹果在本年下半年推出的iPhone 7大将会运用此封装技能,因为苹果一年可卖出上亿台iPhone,若未来选用FOWLP封装,必然影响印刷电路板商场需求。
在印刷电路板商场上,用于半导体的印刷电路板归于附加价值较高的产品。2015年全球半导体印刷电路板商场规模约为84亿美元,但面临新技能与苹果的决议计划影响,未来恐难保持相同商场规模。
所以业界猜测,未来或许将FOWLP技能扩展用于其他零件,其他行业者也或许跟进,因而印刷电路板商场萎缩仅仅时刻迟早的问题。