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集微连线:板级封装潜力无穷 RDL工艺勇挑大梁

来源:爱集微

#连线#

11-02 14:10

(集微网报道)有着年复合增长率30%的扇出型板级封装,将在2025年实现4亿美元的市场规模。这个封装技术的后起之秀,因为更适合大型封装的批量生产,被业内人士一致看好。特别是5G、AIoT和HPC应用不断崛起,给了这项技术更大的发展空间。而作为实现扇出型板级封装的核心技术,RDL(Redistribution Layer,重布线层)更是为实现芯片的异构集成奠定了坚实的基础。

为了更好理清RDL在面板级封装中的重要性RDL技术的发展状况和怎样的的解决方案能帮助厂商应对这些挑战本期集微连线“未来封装趋势与杀手级应用市场——你所不知道的RDL整合技术大揭秘”中, 厦门云天半导体科技有限公司董事长于大全、深圳中科四合科技有限公司 CTO丁鲲鹏、Manz亚智科技股份有限公司技术处长李裕正围绕扇出型板级封装和RDL技术的技术发展,如何更全面地立即和掌握RDL解决方案进行了全面的解读和展望。

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扇出型板级封装潜力无穷

扇出型板级封装(以下简称板级封装)与扇出型晶圆级封装几乎同时出现,以不同的路线来实现同样的目标。两者相比较的话,于大全认为扇出型板级封装有更大的尺寸,封装的单个成本更低,引发了行业极大的关注度。

李裕正也持相同的观点,“扇出型板级封装的先进程度、解析度都非常好,但是成本目前还是较高。”他也指出了扇出型板级封装的三个挑战:一是基板增大带来的重量增加,二是基板增大带来的均匀性问题,三是铜导线制程在生产中的问题。

于大全认为扇出型板级封装的实现包含了非常多的装备工艺难点,后续也将面临精度、效率、速度等一系列挑战。

据他介绍,当前扇出型板级封装有两条技术路线,一是像三星电机为三星公司的AP处理器采用该技术,这需要非常强有力的客户来做支撑;二是原来做QFN的MOSFET等产品,用基板类的工艺路径来实现板级封装,这条路线更为合理。

板级封装已经在业界逐渐开始流行。据丁鲲鹏介绍,国际一流的封装厂,如长电、日月光、矽品都在做板级封装,大陆地区的合肥矽迈、中科四合、重庆矽磐微也都实现了批量出货。

对于该技术的发展前景,于大全认为:“扇出型板级封装有非常多的挑战,目前所适应的产品类型还不够丰富,但随着工艺的进一步成熟,成本进一步降低,还有市场进一步扩大,将是非常有发展潜力的一个封装技术。”

RDL是重要的连接点

如何将尺寸极小但功能强大的芯片放到印刷电路板上做成一个系统,就需要封装技术进一步发展。要让封装技术进一步发展,就必要依赖互联技术的微缩化。“板级封装的重点就是互联技术的微缩,进而促进器件的微缩。”李裕正表示。

RDL可以把不同的芯片连接在一起,所以是一个非常重要的互联技术。于大全表示:“实现扇出型封装的一种重要方法就是RDL first,需要在晶圆和面板上做高精的布线。”

异构集成通过再布线来进行I/O的变换,就需要以RDL来实现多芯片的堆叠。于大全指出RDL的作用越来越重要,在封装中的成本占比日益增加。

他同时指出,随着技术进一步的精细化,铜互联要实现微纳或者纳米级别的组织调控,采用自由取向的再布线技术,实际上对RDL的研发也提出了很苛刻的要求。

从工艺细节的演进上来看,RDL的出现也是一个必然现象。丁鲲鹏表示:“晶圆上的焊盘大部分是铝焊盘,无论是做晶圆级封装还是板级封装,因为铝金属不易做后续处理,都需要用另外的金属来覆盖铝,RDL就应运而生。”

除了异构集成,李裕正认为RDL的应用空间非常宽广,“无源器件从原本的SMT慢慢进展到集成式,将进一步把RDL整合到工艺中,形成一个系统电路。”

同时,现在封装载板处于缺货的状态,如果将RDL技术应用到mini LED或者是Micro LED的组装上,就可以解决这个问题。

以完整解决方案来应对RDL的挑战

随着封装厂对RDL的使用增多,挑战也在不断增加。“在RDL制程中,会遇到加工尺寸中的开窗大小,对金属层厚度的掌控,铜导线跟铝焊盘结合的可靠性等一系列问题。”丁鲲鹏希望RDL工艺设备的兼容性更好,给封装厂提供更多助力。

李裕正表示,RDL解决方案提供商正在从多方面来满足封装厂的需求,像亚智科技就可以提供完整的板级RDL制程规划,覆盖了生产制造的全过程。

在很多工艺细节的处理上,亚智科技做了很多精细的设计。李裕正表示:“亚智科技提供了特殊的设计来处理沉重的基板,对材料的翘曲也做了专门的应对措施。”

另外,在容易与基板接触的部分,亚智科技也会做特殊的处理,在短时间内可以完成显影、剥膜及蚀刻的部分,使均匀性达到90%以上。

李裕正指出,板级封装非常重要的一点,就是让铜的电镀膜能够均匀成长在大基板上。“考虑到基板已经很重,亚智科技专门开发了无治具的模组,可以让基板直接密合到反应槽上,而不需要另外承载的治具,大幅缩减了系统的重量。”

李裕正强调:“在生产制造方面,亚智科技也有自己的专利,可以让垂直电镀在反应完成之后,快速地净空圈子,使电镀均匀性大于90%。此外,在细线路制作上面,我们也可以提供给客户一些特殊需求的设计制作。”

李裕正最后指出,“对RDL解决方案提供商最为重要的就是,给客户提供一个能够指导生产制造的规划,避免生产中的波动造成制程上的变异。”

责编: 爱集微

李延

作者

微信:Glxy523

邮箱:lixy@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体投资、晶圆制造、IC设计、AI等领域

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