先進封裝是指處于當時最前沿的封裝形式和技術。目前,帶有倒裝芯片(Flip Chip, FC)結構的封裝、圓片級封裝 ( Water Level Packege, WLP)、2.5D封裝、3D封裝等被認為屬于先進封裝的范疇。
帶有倒裝芯片結構的封裝是先在芯片上制作金屬凸點,然后將芯片面朝下利用焊料直接與基板互連,通常會使用底部填充(Under Fill)樹脂對熱應力進行再分布來提高可靠性。其優點是封裝面積減小,引線互連長度縮短,I / O端口數量增加。
WLP 是直接以晶片為加工對象,同時對晶片上的眾多芯片進行封裝及測試,最后切割成單顆產品,可以直接貼裝到基板或 PCB 上,其中主要工藝為再布線(Redistribution Layer, RDL)技術,包括濺射、光刻、電鍍等工序。WLP 的優點是封裝產品輕薄短小,信號傳輸路徑更短,在生產方面可大大提高加工效率,降低成本。根據結構的不同,WLP 可分為扇入型(Fan一in)和扇出型(Fan-out)兩種。其中,產品尺寸和芯片尺寸在二維平面上一樣大的稱為扇入型,產品尺寸比芯片尺寸在二維平面上大的稱為扇出型。
2.5D 封裝是在2D封裝結構的基礎上,在芯片和封裝載體之間加入了一個硅中介轉接層,該中介轉接層上利用硅通孔 (Through Silicon Via, TSV)連接其上、下表面的金屬,多采用倒裝芯片組裝工藝。由于采用了中介轉接層,其表面金屬層的布線可以使用與芯片表面布線相同的工藝,使產品在容量及性能上比2D結構得到巨大提升。
3D結構是將芯片與芯片直按堆疊,可采用引線鍵合、倒裝芯片或二者混合的組裝工藝,也可采用硅通孔技術進行互連。3D結構進一步縮小了產品尺寸,提高了產品容量和性能。目前,散熱較差、成本較高是制約 TSV 技術發展的主要因素。
先進封裝被廣泛應用于計算機、通信、消費類電子、醫療、航天等領域,推動著封裝技術及整個電子行業向前發展。目前,倒裝芯片、2.5D封裝、3D封裝主要用于存儲器、中央處理器(CPU)、圖像處理器(CPU)等;WLP 主要應用于功率放大器、無線連接器件、射頻收發器等。
近幾年熱門的先進封裝技術為扇出型(Fan-out)封裝技術,主要有晶片級扇出 ( Wafer Level Fan-out)技術和大板級扇出 (Panel Level Fan-out)技術。該技術又可以衍生出扇出層疊封裝(Fan-out Package on Package) 等封裝技術。扇出結構可以大幅增加I/O 端口數量,而利用晶片級或大板級工藝則可以提高生產效率,進一步降低生產成本,因此這是未來的發展趨勢。
審核編輯 :李倩
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原文標題:先進封裝(Advanced Package)
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