Ein Wafer-Level-Package, das an einer Leiterplatte befestigt ist

Wafer-Level Packaging ( WLP ) ist ein Verfahren in der Herstellung integrierter Schaltungen, bei dem die Gehäusekomponenten auf einen integrierten Schaltkreis (IC) aufgebracht werden, bevor der Wafer – auf dem der IC gefertigt wird – vereinzelt wird . Beim WLP werden die obere und untere Schicht des Gehäuses sowie die Lötstellen auf die integrierten Schaltkreise aufgebracht, solange diese sich noch auf dem Wafer befinden. Dieses Verfahren unterscheidet sich von einem herkömmlichen Verfahren, bei dem der Wafer in einzelne Schaltkreise (Chips) zerteilt wird, bevor die Gehäusekomponenten aufgebracht werden.

WLP ist im Wesentlichen eine echte Chip-Scale-Package- Technologie (CSP), da das resultierende Gehäuse praktisch die gleiche Größe wie der Chip selbst aufweist. Wafer-Level-Packaging ermöglicht die Integration von Waferfertigung, Packaging, Test und Burn-in auf Wafer-Ebene, um den Herstellungsprozess eines Bauelements vom Silizium-Start bis zur Auslieferung an den Kunden zu optimieren. Stand 2009 existiert noch kein einheitlicher Industriestandard für Wafer-Level-Packaging.

Ein Hauptanwendungsgebiet von Wafer-Level-Packaging (WLP) ist deren Einsatz in Smartphones aufgrund der Größenbeschränkungen. Beispielsweise verfügt das Apple iPhone 5 über mindestens elf verschiedene WLP, das Samsung Galaxy S3 über sechs und das HTC One X über sieben. Zu den Funktionen, die WLP in Smartphones bereitstellen, gehören Sensoren, Energiemanagement und drahtlose Kommunikation. [ 1 ] Gerüchten zufolge sollte das iPhone 7 die Fan-Out-Wafer-Level-Packaging- Technologie nutzen , um ein dünneres und leichteres Modell zu realisieren. [ 2 ] [ 3 ]

Wafer-Level Chip Scale Packaging (WL-CSP) ist das kleinste derzeit auf dem Markt erhältliche Gehäuse und wird von OSAT-Unternehmen (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) wie Advanced Semiconductor Engineering (ASE) hergestellt . [ 4 ] Ein WL-CSP- oder WLCSP-Gehäuse besteht im Wesentlichen aus einem Chip mit einer Umverteilungsschicht (RDL, Interposer oder I/O- Pitch), die die Pins oder Kontakte auf dem Chip so anordnet, dass sie groß genug sind und ausreichend Abstand aufweisen, um wie ein Ball Grid Array (BGA)-Gehäuse gehandhabt werden zu können. [ 5 ] Die RDL besteht häufig aus Polyamid oder Polybenzoxazol mit einer Kupferbeschichtung. [ 6 ]

Es gibt zwei Arten von Wafer-Level-Packaging (WLCSP): Fan-In und Fan-Out. Fan-In-WLCSP-Gehäuse besitzen einen Interposer, der die gleiche Größe wie der Chip hat. Fan-Out-WLCSP-Gehäuse hingegen verfügen über einen größeren Interposer, ähnlich wie herkömmliche BGA-Gehäuse. Der Unterschied besteht darin, dass der Interposer direkt auf dem Chip aufgebaut wird, anstatt dass der Chip darauf befestigt und im Flip-Chip-Verfahren verlötet wird. Dies gilt auch für Fan-In-WLCSP-Gehäuse. [ 7 ] [ 8 ] In beiden Fällen kann der Chip mit seinem Interposer mit einem Verkapselungsmaterial wie Epoxidharz umhüllt werden . Fan-Out-Gehäuse kommen zum Einsatz, wenn Fan-In-Gehäuse nicht genügend Verbindungen zu einem vorgegebenen Kostenrahmen bereitstellen können. [ 9 ]

Im Februar 2015 wurde festgestellt, dass ein WL-CSP-Chip im Raspberry Pi 2 Probleme mit Xenonblitzen (oder anderen hellen Blitzen langwelligen Lichts) hatte, die den photoelektrischen Effekt im Chip auslösten. [ 10 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Korczynski, Ed (5. Mai 2014). „Wafer-Level-Packaging von ICs für mobile Systeme der Zukunft“ . Semiconductor Manufacturing & Design Community. Archiviert vom Original am 16. August 2018. Abgerufen am 24. September 2018 .
  2. ^ Von Aaron Mamiit, Tech Times. „ Apple will ein schlankeres iPhone 7 und wird Berichten zufolge die Fan-Out-Packaging-Technologie verwenden .“ 1. April 2016. Abgerufen am 8. April 2016.
  3. ^ Von Yoni Heisler, BGR. „ Bericht beschreibt neue Technologie, die Apple einsetzt, um das iPhone 7 dünner und leichter zu machen .“ 31. März 2016. Abgerufen am 14. April 2016.
  4. ^ Von Mark LaPedus, Semiconductor Engineering. „ Fan-Out Packaging gewinnt an Bedeutung .“ 23. November 2015. Abgerufen am 23. Mai 2016.
  5. ^ „Wafer Level Chip Scale Package (WLCSP)“ (PDF) . www.nxp.com . Abgerufen am 19.11.2023 .
  6. ^ „Verbesserung der Umverteilungsschichten für Fan-Out-Gehäuse und SiPs“ . 15. September 2022.
  7. ^ „Stats ChipPAC – Wafer Level CSP (WLCSP) – eine FIWLP-Technologie“ . www.statschippac.com . Archiviert vom Original am 26.05.2019 . Abgerufen am 26.05.2019 .
  8. ^ „WLCSP-Überblick, Markt und Anwendungen“ . 11. November 2018.
  9. ^ „Fan-Out Wars Begin“ . 5. Februar 2018.
  10. ^ Von Leon Spencer, ZDNet. „ Raspberry Pi 2 stürzt bei Kontakt mit Xenon-Blitzlicht ab .“ 9. Februar 2015. Abgerufen am 5. Februar 2016.

Weiterführende Literatur

  • Shichun Qu; Yong Liu (2014). Wafer-Level Chip-Scale Packaging: Analog and Power Semiconductor Applications . Springer. ISBN 978-1-4939-1556-9Die