聚合物在扇出型晶圓級封裝中的使用（一）

圖1  技術(shù)進步導致嵌入式晶圓級BGA（或扇出型晶圓級封裝）

在本系列文章中，已經(jīng)討論了電子包裝的技術(shù)進步。第 一個主題是引線框架封裝，如圖1右上角所示。隨著芯片I / O（從芯片中引出的引線數(shù)）增加，塑料球柵陣列封裝解決了將芯片連接到印刷電路板的要求。使用背面帶有焊球區(qū)域陣列的半導體襯底。隨著密度的增加，封裝發(fā)展的下一步是倒裝芯片球柵陣列（FCBGA）。在FCBGA中，首先對芯片進行焊料凸點，然后將其面朝下安裝，即與以前的封裝相比，翻轉(zhuǎn)過來。在所有這些包裝中，化合物都扮演著重要角色，它們是芯片連接粘合劑，環(huán)氧模塑化合物，底部填充材料和環(huán)氧雙馬來酰亞胺三嗪基體材料。

移動電話行業(yè)的巨大增長正在推動電子封裝向新技術(shù)的發(fā)展。這篇文章將介紹扇出型晶圓級封裝（FO-WLP）。這項新技術(shù)的第 一個實施例由英飛凌推出，并在圖1的左下方顯示。英飛凌稱這種革命性的新封裝為嵌入式晶圓級BGA（eWLB），因為它省去了半導體襯底，并將重新分布布線嵌入了封裝中。eWLB于2007年推出，由英飛凌，意法半導體和STATS ChipPAC共同開發(fā)。經(jīng)過幾年的發(fā)展，各種配置的FO-WLP都已批量生產(chǎn)。

各種OSATS和代工廠使用三種處理方法：

1.    先是晶粒，面朝下

2.    先是晶粒，面朝上

3.    晶粒在蕞后，面朝下

三種方法中每種方法的流程如圖2所示。

圖2  扇出型晶圓級封裝的三種方法

英飛凌eWLB是芯片首先使用的，面朝下的工藝流程，如圖2左側(cè)所示。在圖2中，僅顯示了高級工藝流程。每個步驟都涉及許多非常重要和詳細的過程。在這種情況下，使用臨時粘合劑將已知的良好管芯附著到載體晶圓上。布置在載體上的管芯稱為重構(gòu)晶片。下一步是使用專門開發(fā)的環(huán)氧模塑料（EMC）進行環(huán)氧成型。去除載體，使模具面露出。將聚合物重新分布層（RDL）添加到管芯的表面并與EMC接觸。經(jīng)過數(shù)次聚合物電介質(zhì)施加和光刻步驟后，多層RDL結(jié)構(gòu)完成。下一步是焊球附著，然后進行切片（將完成的封裝從重構(gòu)的晶圓上切下來）。

在首先使用模具的情況下，正面朝上（圖2中圖），已知的合格模具正面朝上安裝在臨時剝離的粘合劑/晶圓載體上。然后將銅柱鍍在有源管芯表面上。下一步涉及使用EMC封裝。封裝后，將頂面打底以露出銅柱。下一步需要添加聚合物RDL，光成像通孔和銅走線的層。下一步是焊球附著，然后從載體上釋放。蕞后一步是將其分成單個包裝。

正面朝下的蕞后加工過程如圖2左側(cè)所示。在此過程流程中，RDL層首先在載體上形成。面朝下的蕞后一道工序的優(yōu)點是可以測試RDL結(jié)構(gòu)并使用已知的良好RDL以及僅附著已知的良好管芯，從而提高了成品率。在前兩種方法中（先是晶粒），如果RDL存在問題，則有很多附加值是廢品（EMC成型和RDL處理）。

在形成RDL結(jié)構(gòu)并對其進行測試之后，將芯片倒裝芯片連接到支撐在載體晶片上的RDL上。然后，使用EMC對RDL上的倒裝芯片進行模壓，然后去除載流子，進行球連接和切單。

接下來的內(nèi)容請看本系列第二部分。