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iPhone7采用的扇出型晶圆级封装技术是什么?

IT圈 admin 53浏览 0评论

2024年4月21日发(作者:摩妙芙)

iPhone7 采用的扇出型晶圆级封装技术是什么?

传苹果在 2016 年秋天即将推出的新款智能型手机 iPhone 7(暂订)上,

将搭载采用扇出型晶圆级封装(Fan-out WLP;FOWLP)的芯片,让新 iPhone

更轻薄,制造成本更低。

那什么是 FOWLP 封装技术呢?

Fan Out WLP 的英文全称为(Fan-Out Wafer Level Packaging;FOWLP),

中文全称为(扇出型晶圆级封装),其采取拉线出来的方式,成本相对便宜;

fan out WLP 可以让多种不同裸晶,做成像 WLP 制程一般埋进去,等于减一层

封装,假设放置多颗裸晶,等于省了多层封装,有助于降低客户成本。此时唯

一会影响 IC 成本的因素则为裸晶大小。

Fan-out 封装最早在 2009~2010 年由 Intel Mobil 提出,仅用于手机基带

芯片封装。

2013 年起,全球各主要封测厂积极扩充 FOWLP 产能,主要是为了满足

中低价智慧型手机市场,对于成本的严苛要求。FOWLP 由于不须使用载板材

料,因此可节省近 30%封装成本,且封装厚度也更加轻薄,有助于提升晶片商

产品竞争力。

优势:

系统级封装(System in Package;SiP)结合内嵌式(Embedded)印刷电

路板(Printed Circuit Board;PCB)技术虽符合移动设备小型化需求,然而供

应链与成本存在问题,另一方面,扇出型晶圆级封装(Fan-out Wafer Level

Package;FoWLP)不仅设计难度低于矽穿孔(Through Silicon Via;TSV) 3D

IC,且接近 2.5D IC 概念与相对有助降低成本,可望成为先进封装技术的发展

要点。

挑战:

虽然 Fan-Out WLP 可满足更多 I/O 数量之需求。然而,如果要大量应用

Fan-Out WLP 技术,首先必须克服以下之各种挑战问题:

(1) 焊接点的热机械行为: 因 Fan-Out WLP 的结构与 BGA 构装相似,

所以 Fan-Out WLP 焊接点的热机械行为与 BGA 构装相同,Fan-Out WLP 中焊

球的关键位置在硅晶片面积的下方,其最大热膨胀系数不匹配点会发生在硅晶

片与 PCB 之间。

(2) 晶片位置之精确度: 在重新建构晶圆时,必须要维持晶片从持

取及放置(Pick and Place)于载具上的位置不发生偏移,甚至在铸模作业时,

也不可发生偏移。因为介电层开口,导线重新分布层(Redistribution Layer;

RDL)与焊锡开口(Solder Opening)制作,皆使用黄光微影技术,光罩对準晶

圆及曝光都是一次性,所以对于晶片位置之精确度要求非常高。

(3) 晶圆的翘曲行为: 人工重新建构晶圆的翘曲(Warpage)行为,

也是一项重大挑战,因为重新建构晶圆含有塑胶、硅及金属材料,其硅与胶体

之比例在 X、Y、Z 三方向不同,铸模在加热及冷却时之热涨冷缩会影响晶圆

的翘曲行为。

(4) 胶体的剥落现象: 在常压时被胶体及其他聚合物所吸收的水份,

在经过 220~260℃迴焊(Reflow)时,水份会瞬间气化,进而产生高的内部蒸

气压,如果胶体组成不良,则易有胶体剥落之现象产生。

对 PCB 市场的冲击:

本文开头讲到苹果在今年下半年推出的 iPhone 7 上将会使用此封装技术,

由于苹果一年可卖出上亿台 iPhone,若未来采用 FOWLP 封装,势必影响印刷

电路板市场需求。

在印刷电路板市场上,用于半导体的印刷电路板属于附加价值较高的产

品。2015 年全球半导体印刷电路板市场规模约为 84 亿美元,但面对新技术与

苹果的决策影响,未来恐难维持相同市场规模。

所以业界预测,未来可能将 FOWLP 技术扩大用于其他零件,其他行业

者也可能跟进,因此印刷电路板市场萎缩只是时间早晚的问题。

tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。仅供参阅!

2024年4月21日发(作者:摩妙芙)

iPhone7 采用的扇出型晶圆级封装技术是什么?

传苹果在 2016 年秋天即将推出的新款智能型手机 iPhone 7(暂订)上,

将搭载采用扇出型晶圆级封装(Fan-out WLP;FOWLP)的芯片,让新 iPhone

更轻薄,制造成本更低。

那什么是 FOWLP 封装技术呢?

Fan Out WLP 的英文全称为(Fan-Out Wafer Level Packaging;FOWLP),

中文全称为(扇出型晶圆级封装),其采取拉线出来的方式,成本相对便宜;

fan out WLP 可以让多种不同裸晶,做成像 WLP 制程一般埋进去,等于减一层

封装,假设放置多颗裸晶,等于省了多层封装,有助于降低客户成本。此时唯

一会影响 IC 成本的因素则为裸晶大小。

Fan-out 封装最早在 2009~2010 年由 Intel Mobil 提出,仅用于手机基带

芯片封装。

2013 年起,全球各主要封测厂积极扩充 FOWLP 产能,主要是为了满足

中低价智慧型手机市场,对于成本的严苛要求。FOWLP 由于不须使用载板材

料,因此可节省近 30%封装成本,且封装厚度也更加轻薄,有助于提升晶片商

产品竞争力。

优势:

系统级封装(System in Package;SiP)结合内嵌式(Embedded)印刷电

路板(Printed Circuit Board;PCB)技术虽符合移动设备小型化需求,然而供

应链与成本存在问题,另一方面,扇出型晶圆级封装(Fan-out Wafer Level

Package;FoWLP)不仅设计难度低于矽穿孔(Through Silicon Via;TSV) 3D

IC,且接近 2.5D IC 概念与相对有助降低成本,可望成为先进封装技术的发展

要点。

挑战:

虽然 Fan-Out WLP 可满足更多 I/O 数量之需求。然而,如果要大量应用

Fan-Out WLP 技术,首先必须克服以下之各种挑战问题:

(1) 焊接点的热机械行为: 因 Fan-Out WLP 的结构与 BGA 构装相似,

所以 Fan-Out WLP 焊接点的热机械行为与 BGA 构装相同,Fan-Out WLP 中焊

球的关键位置在硅晶片面积的下方,其最大热膨胀系数不匹配点会发生在硅晶

片与 PCB 之间。

(2) 晶片位置之精确度: 在重新建构晶圆时,必须要维持晶片从持

取及放置(Pick and Place)于载具上的位置不发生偏移,甚至在铸模作业时,

也不可发生偏移。因为介电层开口,导线重新分布层(Redistribution Layer;

RDL)与焊锡开口(Solder Opening)制作,皆使用黄光微影技术,光罩对準晶

圆及曝光都是一次性,所以对于晶片位置之精确度要求非常高。

(3) 晶圆的翘曲行为: 人工重新建构晶圆的翘曲(Warpage)行为,

也是一项重大挑战,因为重新建构晶圆含有塑胶、硅及金属材料,其硅与胶体

之比例在 X、Y、Z 三方向不同,铸模在加热及冷却时之热涨冷缩会影响晶圆

的翘曲行为。

(4) 胶体的剥落现象: 在常压时被胶体及其他聚合物所吸收的水份,

在经过 220~260℃迴焊(Reflow)时,水份会瞬间气化,进而产生高的内部蒸

气压,如果胶体组成不良,则易有胶体剥落之现象产生。

对 PCB 市场的冲击:

本文开头讲到苹果在今年下半年推出的 iPhone 7 上将会使用此封装技术,

由于苹果一年可卖出上亿台 iPhone,若未来采用 FOWLP 封装,势必影响印刷

电路板市场需求。

在印刷电路板市场上,用于半导体的印刷电路板属于附加价值较高的产

品。2015 年全球半导体印刷电路板市场规模约为 84 亿美元,但面对新技术与

苹果的决策影响,未来恐难维持相同市场规模。

所以业界预测,未来可能将 FOWLP 技术扩大用于其他零件,其他行业

者也可能跟进,因此印刷电路板市场萎缩只是时间早晚的问题。

tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。仅供参阅!

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