圆片级封装( Wafer Level Package,WLP) 是指所有的封装和测试过程是以圆片为单位进行的,封装体所有输人输出(I/0)端均分布于芯片面内,这是一种I/0扇人型(Fan-in)圆片级封装,其核心特征是利用再布线技术对分布在芯片周边的焊盘进行重新排布,并在之后完成凸点(或者焊球)成型。该结构的芯片面积尺寸和最终的封装体面积尺寸为标准的1:1,封装后形成的单个封装体可以直接应用于组装工艺。
圆片级封装的特点如下所述。
(1) 圆片级封装外形尺寸小,芯片到PCB 之间的电感很小,信息传揄路径短、稳定性高、散热性好,可用于各类电子产品中,满足了封装体轻、薄、小的要求。
(2)圆片级芯片尺寸封装工艺较传统封装工艺有极大的优化,封装后的芯片尺寸与芯片一致,涵盖了重新分配再布线、圆片凸块、圆片级测试、圆片切制和以载带形式的包装,是能够支持一条龙外包服务的先进封装解决方案,其生产周期和成本大幅下降。
(3)圆片级封装在设计半导体芯片时需要考虑封装要求,有利于芯片布局设计,可改善器件的性能。如下图所示,再布线(Redistribution Layer,RDL)技术为圆片级封装的芯片端子绕线至外接引脚的一般解决方案,而凸块(Bumping)技术是实现最终的芯片面直接连接至 PCB 的最优选择。
圆片级封装是将 IC 设计、圆片制造、封装测试、基板制造整合为一体的技术,是当前封装领域的热点之一,具有最小芯片尺寸级封裝(CSP) 与较佳电性能表现的优势,目前多用于低引脚数的消费类可携式产品(包括模拟 混合信号、无线连接、汽车电子等),可满足其对轻薄短小及超薄大尺寸的存储类芯片的特性需求。
圆片级封装主要有两个发展趋势,一是在兼顾圆片级封装产品性能和可靠生的基础上,通过减少圆片级封装的结构层数,以达到降低封装工艺成本,缩短工艺时间的目的:二是通过新 WLP技术的研发和新材料的应用,提高圆片级封装产品的性能和可靠性,满足更加严苛的产品应用需求。在此基础上,可满足实现扇出型圆片级封装、圆片系统级封装和 3D圆片级封装、高密度布线等先进封装的发展趋势。