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? ? ? 打開你的智能手機(jī)機(jī)身，你是否看到小的黑色矩形卡在電路板上？那些黑色的矩形是封裝好的芯片。外部芯片結(jié)構(gòu)保護(hù)內(nèi)部脆弱的集成電路，并散熱，保持芯片彼此隔離，重要的是，提供與電路板和其他元件的連接。制造這些保護(hù)結(jié)構(gòu)和連接的制造步驟統(tǒng)稱為“封裝”。
晶圓級(jí)封裝
? ? ? 在傳統(tǒng)的封裝中，完成的晶片被切割成單個(gè)的芯片，然后這些芯片被結(jié)合和封裝。晶片級(jí)封裝(WLP)，顧名思義，包括在管芯還在晶片上時(shí)封裝管芯:保護(hù)層可以結(jié)合到晶片的頂部和/或底部，然后準(zhǔn)備電連接，并將晶片切割成單個(gè)芯片。舉個(gè)烘焙的例子，傳統(tǒng)的包裝類似于給單個(gè)紙杯蛋糕蒙上糖霜，而WLP就像給整個(gè)蛋糕蒙上糖霜，然后把它切成小塊。因?yàn)閭?cè)面沒有WLP涂層，所以最終封裝的芯片尺寸很小(與芯片本身的尺寸大致相同)，這是我們的智能手機(jī)等足跡敏感型設(shè)備的一個(gè)重要考慮因素。其他優(yōu)勢包括簡化的制造和在切割前測試芯片功能的能力。
凸點(diǎn)和倒裝芯片
? ? ? 芯片和電路板之間最簡單的電連接之一可以用導(dǎo)電材料的小球制成，稱為凸點(diǎn)。然后，可以將凸起的芯片上下翻轉(zhuǎn)并對(duì)齊，使凸起與電路板上的匹配焊盤相連。與傳統(tǒng)的引線鍵合相比，倒裝芯片鍵合有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括封裝尺寸小和器件速度更快。
凸塊可以通過擴(kuò)展傳統(tǒng)的晶片制造方法來實(shí)現(xiàn)。芯片制造完成后，制造凸塊下金屬化(UBM)焊盤以連接到芯片電路，然后在焊盤上沉積凸塊。焊料是最常用的凸塊材料，盡管也可以根據(jù)應(yīng)用使用替代材料，如金、銅或鈷。對(duì)于高密度互連或細(xì)間距應(yīng)用，可以使用銅柱。當(dāng)焊料凸塊在連接過程中擴(kuò)散時(shí)，銅柱保持其形狀，這允許它們更緊密地放置在一起。
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再分配層
? ? ? 重新定位或重新分配接觸點(diǎn)是另一項(xiàng)可以在晶圓級(jí)高效完成的技術(shù)。重新分布層(RDL)用于將連接重新路由到所需位置。例如，位于芯片中心的凸塊陣列可以重新分布到芯片邊緣附近的位置。重新分布點(diǎn)的能力可以實(shí)現(xiàn)更高的接觸密度，并實(shí)現(xiàn)后續(xù)的封裝步驟。這個(gè)“扇入”過程也創(chuàng)造了一個(gè)最小的可用包。
? ? ? 重新分配過程在晶片表面上增加了另一組層。淀積一層電介質(zhì)膜用于電絕緣，然后暴露出原來的焊盤。沉積金屬線以將焊盤重新定位到期望的位置，并且構(gòu)建凸塊下金屬化層以支撐焊料(或其他金屬)凸塊。
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扇出WLP
? ? ? 重新分配過程也可以用來擴(kuò)展或“扇出”連接點(diǎn)。這可能是需要的，例如，當(dāng)芯片尺寸縮小，同時(shí)需要相同數(shù)量的接觸點(diǎn)時(shí)。一種解決方案是將觸點(diǎn)扇出芯片尺寸之外。這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)引人注目的應(yīng)用是改善了電氣和熱性能，同時(shí)降低了整體封裝高度。
扇出晶片級(jí)封裝(FOWLP)通常包括首先將前端處理的晶片切割成單個(gè)管芯。這些管芯然后在載體結(jié)構(gòu)上間隔開，并且間隙被填充以形成重構(gòu)的晶片。一旦人造晶片被制造出來，就可以使用WLP處理將觸點(diǎn)重新分布到原始管芯的周邊之外。
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硅通孔
? ? ? 雖然凸塊和RDL效應(yīng)可能會(huì)減少電路板上芯片的使用面積，但當(dāng)芯片堆疊時(shí)，空間使用會(huì)更加有效。更好的是，堆疊是一種提高多個(gè)芯片電氣性能的策略。引線鍵合是制造堆疊組件的一種方式，硅通孔(TSV)已經(jīng)成為一種有吸引力的替代方案，可以提供更小的尺寸。TSV是通過芯片的整個(gè)厚度的電連接，創(chuàng)建從芯片的一側(cè)到另一側(cè)的最短可能路徑。芯片之間較短的互連長度也意味著更低的功耗和更大的帶寬。
? ? ? 在一種常見的制造硅通孔的方法中，通孔(孔)從晶片正面蝕刻到一定深度。然后通過沉積導(dǎo)電材料(通常是銅)將其隔離并填充。在芯片制造完成之后，晶片從背面變薄以暴露通孔，并且金屬沉積在晶片的背面以完成TSV互連。
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