晶圆凸块

晶圆凸块

晶圆凸块技术可以在半导体封装中提供显著的性能、外形尺寸和成本优势。晶圆凸块是一种先进的制造工艺,在切割之前就在半导体晶圆表面形成金属焊球或凸块。晶圆凸块实现了器件中的芯片与基材或印刷电路板之间的互连。焊球的成分和尺寸取决于多种因素,例如半导体器件的外形尺寸、成本以及电气、机械和热性能要求。

长电科技在晶圆凸块的众多合金材料和工艺方面拥有丰富的经验,包括采用共晶、无铅和铜柱合金的印刷凸块、锡球和电镀技术。我们的晶圆凸块产品包括 200mm 和 300mm 晶圆尺寸的晶圆凸块和再分配,以提供完整的一站式先进倒装芯片封装和晶圆级封装解决方案。

倒装芯片封装

在倒装芯片封装中,硅片使用焊接凸块而非焊线直接固定在基材上,从而提供密集的互连,具有更高的带宽和更快的数据速率,并提高了电气性能和散热性能。焊接凸块和/或铜柱凸块以网格阵列模式放置在器件的有效面,可以直接放置在 I/O 焊盘上,也可以从这些焊盘上布线。只有当凸块正好在它们所连接的电子单元上(I/O 接点凸块)时,倒装芯片技术才能实现最有效的实现。倒装芯片工艺在凸块周围的开放空间内或芯片表面和电路板之间的间隙内,使用毛细底部填充材料 (CUF) 或模塑底部填充材料 (MUF),以产生高度可靠和稳定的结构。在消费、网络、计算、移动和汽车市场上,倒装芯片互连是一系列应用中的关键技术。

晶圆级封装

晶圆级封装 (WLP) 可在小、轻、薄的器件中提供更高的性能、功能和速度。晶圆级封装类似于倒装芯片封装:它们都利用晶圆凸块来与电路板互连。倒装芯片互连通常使用较小的焊接凸块,晶圆级封装则使用较大的焊接凸块,且无填充材料。很多晶圆级封装采用再钝化层作为凸块下方电路的应力缓冲层。基于性价比,在优化晶圆级封装设计方面,有很多的可变因素。晶圆级封装是一种既适用于移动和手持设备等成熟市场,也适用于物联网 (IoT)、可穿戴设备和汽车电子等新兴市场的成功解决方案。

再钝化和再分布层 (RDL)

当凸块所在位置需要额外的芯片保护或结构支撑时,可在晶圆上涂抹一层聚合物和金属。这个过程被称为再钝化 (RPV),因为通过增加聚合物层,可以在芯片表面上产生第二个钝化层。当最终的金属键合垫小于焊球直径或位于凸块下金属层 (UBM) 结构下方时,也会使用再钝化。增加的介电材料层可作为应力缓冲层、平面化介质和最终钝化层,用于为凸块下方的电路提供缓冲。
在器件可能既要在可引线接合外设焊盘方案中使用,也要作为倒装芯片和晶圆级元器件工作的情况下,可采用额外的横向连接层,将输入/输出 (I/O) 布局重新连接到全新的基底面。 这种额外的层称为再分布层 (RDL),可以由薄层的铝 (Al) 、铜 (Cu) 制造,或者结合使用铝和铜 (AlCu) 制造。再钝化和再分布层是先进的扇出式晶圆级技术的关键支持技术,先进扇出式晶圆级技术包括嵌入式晶圆级球栅阵列 (eWLB)、扇入式晶圆级芯片规模封装 (WLCSP)、集成无源器件 (IPD) 和系统级封装 (SiP) 解决方案。