Упаковка на уровне wafers: преимущества для производства микросхем

Суть wafer-level packaging

Wafer-level packaging (упаковка на уровне пластины) — изготовление интегральных схем путем нанесения корпуса на каждую схему до разделения пластины (wafer) на отдельные кристаллы. Техника быстро набрала популярность в IC-индустрии за преимущества в размере компонента, времени и стоимости производства. Такой компонент считается chip-scale package: его размер почти равен кристаллу (die) с электронной схемой внутри.

Конвенциональный процесс vs wafer-level

Конвенционально: производят кремниевые пластины, на которых фабрикуют схемы. Чистый кремниевый слиток режут на тонкие пластины — основу для микроэлектроники. Схемы разделяют процессом дикинга (wafer dicing). Затем упаковывают в отдельные корпуса и наносят паяные выводы.

Wafer-level packaging отличает порядок: верх и низ корпуса и паяные шары наносят на каждую схему ДО дикинга. Тестирование тоже обычно до дикинга. Интегрируют несколько этапов.

Surface-mount технология

Как и многие распространенные корпуса, IC с wafer-level packaging — поверхностный монтаж (SMT). SMD-монтируются прямо на печатную плату расплавлением припаяных шаров на компоненте. Такие компоненты часто продаются на лентах в катушках для автоматических pick-and-place систем.

Экономические преимущества

Интеграция фабрикации пластин, упаковки и тестирования оптимизирует производство. Сокращение цикла повышает пропускную способность и снижает себестоимость единицы. Меньший размер корпуса экономит материалы и дальше снижает стоимость. Главное: меньший размер (особенно высота) позволяет использовать компоненты в более широком спектре передовых изделий. Спрос на миниатюризацию — главный драйвер wafer-level packaging.

Применение в потребительской электронике и не только

Широкая экспансия в потребительской электронике: смартфоны. Рынок требует более мелкие, легкие устройства со сложными функциями (фото, видео). Также применяются в системах контроля давления в шинах авто, имплантируемых медприборах, военных системах передачи данных.