趣科技 | 先进封装成摩尔定律核心驱动力,SiP/FOWLP有啥独特之处?

2017-04-03 16:33:02 来源:EEFOCUS
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谈到我国半导体封装业的起源,也许要从1956年我国第一只晶体管的诞生说起。半导体封装与测试业是中国半导体产业的重要组成部分,从某种意义上讲,我国半导体产业是从封装业开始起家的。   

                       

本期《趣科技》我们就来说说先进封装那些事。

 

半导体封装技术的发展日新月异,在进入先进封装的介绍前,我们先来看看半导体封装技术的几大发展阶段:

- 20世纪70年代,主要是通孔插装型封装。典型封装形式有: 金属圆形(TO型) 封装,陶瓷双列直插封装( CDIP) ,塑料双列直插封装( PDIP) 等;

- 20世纪80年代,主要是表面贴装型封装。典型封装形式有:塑料有引线片式载体封装(PLCC) 、塑料四边引线扁平封装(PQFP) 、塑料小外形封装(PSoP) 、无引线四边扁平封装(PQFN) ;

- 20 世纪90年代,以焊球阵列封装(BGA)、芯片尺寸封装(CSP)、倒装芯片互连为代表;

- 20世纪初,以晶圆级封装(WLP)、系统封装(SiP)、晶圆减薄、封装上封装(POP)、晶圆级堆叠封装(WSP),方形扁平无引脚封装(QFN)、SON、三维立体封装(3D)为代表;

- 2010年后,嵌入式硅器件、面对面互连、超薄封装和穿透硅通孔(TSV)成为封装时代的新宠。

 

如今摩尔定律是否会失效成为一个有争议的话题,但是先进封装将是摩尔定律的核心驱动力却是一个公认的结论。先进封装技术有哪些呢?它们背后又有何推动力?

 

手机等移动设备推动了芯片尺寸封装(CSP)、堆叠芯片封装以及多个封装在一体的PoP封装应用;高性能处理器、芯片组推动了倒装芯片封装(FC);存储器、集成无源器件、模拟器件和功率器件推动了晶圆级封装(WLP)的发展。先进封装发展动力,即是芯片制造商希望能在更小的封装内集成更加强劲的性能。

 

Gartner预测2020年全球封测市场可达314.8亿美元。有一种说法,先进封装技术有两大发展方向,一种是晶圆级芯片封装(WLCSP,也叫WLP),在更小的封装面积下容纳更多的引脚数;一种是系统级芯片封装(SiP),该封装整合多种功能芯片于一体,可压缩模块体积,提升芯片系统整体功能性和灵活性。

 

晶圆级芯片封装

晶圆级封装主要分为Fan-in和Fan-out两种。传统的WLP封装多采用Fan-in型态,应用于低接脚(Pin)数的 IC。当芯片面积缩小的同时,芯片可容纳的引脚数减少,因此变化衍生出扩散型(Fan-out)WLP 封装形态,实现在芯片范围外充分利用RDL做连接,以此获取更多的引脚数。



传统封装技术中,晶圆成品被切割为单个芯片,随后再被粘合并封装。WLP则是直接在晶圆的裸晶上进行封装,即保护层可以被接合到晶圆的顶部或底部,由此制备电连接,随后再将晶圆分割为单个晶片。采用WLP的晶圆侧面没有被涂覆,封装面积与芯片面积比为1:1,而且标准工艺封装成本低,便于晶圆级测试和老化。

 

WLCSP是倒装芯片互连技术的一个变种,自1998年可行性的WLCSP技术宣布以来,多见于强调轻薄短小特性的可携式电子产品IC封装应用。

 

 

 
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