扇出型封装技术（扇出型封装）

本文的目的是了解为什么Qualcomm 最近将Deca 的扇出技术用于其PMIC 扇入WLP 芯片的保护层。严格来说，这仍然是带有扇入芯片和侧壁钝化的扇出封装。因此，本文的第一部分将描述扇入式WLP 市场以及该技术在更薄芯片应用中面临的各种挑战。本文的第二部分将重点介绍Deca 的差异化扇出技术如何被采用作为其他封装选项的解决方案。近年来，由于PMIC、WiFi/BT组合、收发器、图像传感器、模拟/数字功能等智能手机功能的巨大驱动力，WLP市场的扇入需求异常强劲。目前， WLP领域的扇入市场预计将从2018年的29亿美元稳步增长至2024年的44亿美元，复合年增长率为6.5%。扇入式WLP 封装通常需要在晶圆级进行全面的功能测试，然后进行机械刀片切割。然而，机械刀片切割可能会导致正面崩刃或背面崩刃，这将导致在SMT工艺之前无法检测到的良率问题。此外，由于对更薄型材的要求是消费产品的主要趋势之一，模具在机械上更加脆弱，这给供应链参与者带来了新的挑战。随着薄型扇入式WLP 芯片升级至量产，这种良率损失无法得到解决，因为成本变得越来越敏感。供应商对这种潜在的失败保持警惕，并已开始积极寻求解决方案。他们正在寻求改进当前的工艺，以提高电路板级的性能和可靠性，本质上是为扇入WLP 的芯片提供侧壁保护。同样重要的是，200mm 和300mm 晶圆均支持扇入式WLP 生产。因此，该解决方案必须能够管理和处理芯片，无论原始晶圆的尺寸如何。除了扇入式WLP 之外，满足所有要求的扇出式封装已被评估为最佳选择之一，并被用作解决这些重大挑战的最终采用的技术。 Qualcomm 与OSAT 合作，通过扇出封装改善PMIC 侧壁保护。 Qualcomm 首次从ASE 转向Deca 的扇出封装技术——M 系列，以处理PMIC 扇入WLP 芯片周围的侧壁保护。虽然是Deca的技术，但是处理还是由ASE来做。 Deca 的M 系列是一种坚固耐用、完全成形的扇出工艺，可为晶圆级芯片规模封装(WLCSP) 技术提供高可靠性。以高通的PMIC为例，Deca的M系列提供了4面芯片保护，可以解决芯片侧壁破裂的问题。出于成本考虑，没有解决背面芯片的保护问题。高通的新款PMIC采用了Deca的M系列技术，并用在三星Galaxy S10（搭载高通骁龙855）上，这是前所未有的。 Deca的M系列因其在BLR方面的可靠性以及更好的裂纹和跌落测试结果而被高通选择作为PMIC芯片的封装技术。 M 系列是一种先芯片表面处理工艺，在焊料和芯片之间自然增加EMC 层。这也可以被视为应力缓冲层，允许以更好的间距放置更大的焊球，从而提供显着更高的可靠性。此外，这一工艺还优化了M系列的电磁兼容性能，其机械性能与FC CSP中的IC载板相似，令人印象深刻。 Deca M 系列技术的商业胜利向其他竞争技术发出了强烈的信号，在整个扇出供应链中产生了连锁反应。据了解，M系列的BLR性能比eWLB和扇入高出约3倍，并且在厚和薄FC CSP的类似范围内。造成这种情况有四个重要原因：首先，在WLP裸硅芯片中，业界已采用扇出封装作为首选技术，因为切割会导致碎裂，而更薄的尺寸标准会加剧这种情况；其次，在扇出封装技术中，最流行的eWLB被许多大公司如ASE、Amkor（以前的Nanium）和JCET Group（以前的StatsChipPAC）授权和使用，因为它是芯片优先的面朝下工艺。该工艺流程在芯片和焊料之间没有额外的EMC 层，这是提高BLR 性能的有利因素；第三，虽然FC CSP在BLR性能上与M系列相当，但在移动应用中，趋势是更薄，因此，FC CSP由于IC基板厚度的增加而失去吸引力。

据了解，M系列甚至可以超越薄型FC CSP的BLR性能；最后，这钱花得值。尽管Deca的M系列ASP高于eWLB并且是扇入WLP的两倍，但由于可靠性和质量提高而带来的良率改善远远超过了M系列ASP的高利润率。 Deca 的M 系列对客户的吸引力在于其技术价值，而不是较低的成本。此外，将M系列工艺流程和最终结构与台积电的inFO进行比较，因为两者都是芯片优先的面朝上工艺，尽管这两种技术服务于不同的细分市场和设备领域。值得注意的是，台积电的inFO并没有像Deca的M系列那样额外增加EMC层。台积电在芯片和焊料之间只有一层PBO 薄膜。此外，台积电inFO的Cu Stud比Deca的M系列短，还多了一层Cu RDL。据信，台积电正试图用更大的Cu RDL来补偿光刻分辨率有限，这与Deca专有的自适应模式不同。该工艺的开发是为了克服模式转换问题，其中RDL VIA 与Cu Stud 不同。该值为+/-0.2um。主要好处是扇出封装扩大了I/O 面积并改善了芯片集成限制和灵活性，所有这些都在更薄的厚度范围内。显然，现有的扇出封装解决方案如eWLB和inFO将继续关注I/O的“扇出”。另一方面，Deca的M系列为扇入模具提供了可靠的侧壁保护解决方案，这是一个新的好处。这种方法与传统扇出封装市场显着不同，有助于解决许多可制造性、成本、批量生产和可靠性问题。总而言之，Deca 的M 系列是低密度扇出封装或核心扇出市场的一项令人印象深刻的突破。资料来源：Favier Shoo，Yole Dveloppement 半导体和软件部门技术和市场分析师； Stphane Elisabeth，System Plus Consulting 射频、传感器和先进封装领域成本分析专家； Santosh Kumar，Yole 韩国首席分析师及封装、组装和基板研究总监：Nanshan 编译