wlp封装详解
5G、物联网、自动驾驶、自动化和人工智能对于半导体系统集成需求巨大,这些应用需要更先进的芯片,具有更低的功耗、更高的速度、更小的外形尺寸和集成的功能。
晶圆级封装(WLP)就是在封装过程中大部分工艺过程都是对晶圆(大圆片)进行操作。传统的封装技术通常在芯片切割后进行,而WLP则在芯片仍然在晶圆上时进行封装,之后再进行切割。
wlp技术
WLP技术主要采用重布线层技术、微凸点两大基础技术。WLP的优势在于是一种适用于更小型集成电路的芯片级封装(CSP)技术。它可在晶圆上采用整面封装和电子测试技术,在提高产量的同时显著减少芯片封装面积。
从技术特点上看,晶圆级封装(WLP)主要分为扇入型Fan-in和扇出型Fan-out两种。
传统的WLP封装多采用Fan-in型,应用于低引脚(Pin)数的IC。扇入型Fan-in封装技术拥有最小封装尺寸和低成本相结合的优势,目前主要的扇入型Fan-in封装器件为WiFi/BT(无线局域网、蓝牙)集成组件、收发器、PMIC(电源管理集成电路)和DC/DC转换器,以及包括MEMS和图像传感器在内的各种数字、模拟、混合信号器件。
传统扇入WLP在晶圆未切割时就已经形成。在裸片上,最终的封装器件的二维平面尺寸与芯片本身尺寸相同。器件完全封装后可以实现器件的单一化分离(singulation)。
因此,扇入式WLP是一种独特的封装形式,并具有真正裸片尺寸的显著特点。具有扇入设计的WLP通常用于低输入/输出(I/O)数量(一般小于400)和较小裸片尺寸的工艺当中。
另一方面,随着封装技术的发展,逐渐出现了扇出式WLP。扇出WLP初始用于将独立的裸片重新组装或重新配置到晶圆工艺中,并以此为基础,通过批量处理、构建和金属化结构,如传统的扇入式WLP后端处理,以形成最终封装。
扇出式WLP可根据工艺过程分为芯片先上(Die First)和芯片后上(Die Last),芯片先上工艺,简单地说就是先把芯片放上,再做布线(RDL),芯片后上就是先做布线,测试合格的单元再把芯片放上去,芯片后上工艺的优点就是可以提高合格芯片的利用率以提高成品率,但工艺相对复杂。
WLP的主要特点
小尺寸:由于晶圆级封装不需要额外的封装体积,因此WLP封装的芯片尺寸可以非常小。
高性能:由于信号路径更短,WLP封装的芯片通常具有更低的电阻和寄生电容,从而提高了性能。
高产出率:WLP通过批量处理来提高生产效率,从而提高产出率。
低成本:相比于传统封装,WLP可以减少制造步骤和材料使用,从而降低生产成本。
WLP技术的应用领域
WLP技术被广泛应用于各种电子产品,包括但不限于:
移动设备:WLP技术为智能手机、平板电脑等设备提供了高性能和小尺寸应用。
消费电子:从数字相机到智能电视,WLP技术为消费电子产品提供了高集成度和高性能应用。
医疗和工业应用:对于需要高性能和小尺寸的应用,如医疗仪器和工业自动化,WLP技术也提供了理想的解决方案。
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