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晶圆级封装

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晶圆级封装的背景

晶圆级封装技术源自于倒装芯片。晶圆级封装的开发主要是由集成器件制造厂家（IBM）率先启动。1964年，美国IBM公司在其M360计算器中最先采用了FCOB焊料凸点倒装芯片器件。1969年，美国Delco公司在汽车中使用了焊料凸点器件。二十世纪70年代，NEC、日立等日本公司开始在一些计算器和超级计算器中采用FCOB器件。到了二十世纪90年代，世界上成立了诸如Kulicke and Soffa’s Flip Chip Division、Unitive、Fujitsu Tohoku Electronics、IC Interconnect等众多晶圆凸点的制造公司，这些公司拥有的基础技术是电镀工艺与焊膏工艺。这些公司利用凸点技术和薄膜再分布技术开发了晶圆级封装技术。FCD公司和富士通公司的超级CSP（Ultra CSP与Supper CSP）是首批进入市场的晶圆级封装产品。
1999年，晶圆凸点的制造公司开始给主要的封装配套厂家发放技术许可证。这样，倒装芯片和晶圆级封装也就逐渐在世界各地推广开来。例如，台湾的ASE公司和Siliconware公司以及韩国的Amkor公司就是按照FCD公司的技术授权来制造超级CSP（Ultra CSP）的。

提供一晶圆，晶圆具有一正面和一背面。接着，在晶圆的正面形成若干个凹槽。再在每个凹槽表面形成一绝缘层。然后，在每个凹槽的绝缘层上及晶圆的部分正面处形成一导电层。再在每个凹槽的导电层上形成一焊料层。之后，在晶圆的正面上形成一个第一基板。接着，在晶圆的背面处形成若干个孔洞，而孔洞的位置与凹槽的位置相对应，且每一孔洞裸露出焊料层。然后，在晶圆的背面处形成一第二基板，且第二基板具有若干个导电柱，导电柱对应地置入于晶圆的孔洞中以与焊料层连接。之后，在第二基板处形成若干个导电结构。

整体而言，WLP的主要应用范围为Analog IC（累比IC）、PA/RF（手机放大器与前端模块）与CIS（CMOS Image Sensor）等各式半导体产品，其需求主要来自于可携式产品（iPod, iPhone）对轻薄短小的特性需求，而部分NOR Flash/SRAM也采用WLP封装。此外，基于电气性能考虑，DDR III考虑采用WLP或FC封装，惟目前JEDEC仍未制定最终规格（注：至目前为止， Hynix, Samsung与 Elpida已发表DDR III产品仍采FBGA封装），至于SiP应用则属于长期发展目标。此外，采用塑料封装型态（如PBGA）因其molding compound 会对MEMS组件的可动部份与光学传感器（optical sensors）造成损害，因此MEMS组件也多采用WLP封装。而随着Nintendo Wii与APPLE iPhone与iPod Touch等新兴消费电子产品采用加速传感器与陀螺仪等MEMS组件的加温，成为WLP封装的成长动能来源。

使用无铅和细间距凸点的晶圆级封装（WLP）在全球WLP的市场需求中所占份额还较小。尽管根据国际半导体技术蓝图（ITRS）预测：到2009年，凸点间的间距（相邻凸点中心到中心的距离）为100mm。但对于量产的凸点制造商来说，目前市场对间距<100mm凸点的需求量非常低。例如，焊料凸点的先导者—IBM，仍在许多产品中使用间距为220mm的C4凸点技术。对细间距互连来说，目前一个很小但增长迅速的应用领域是在高密度象素探测器数组上的应用。与此同时，很多市场和实际应用对无铅焊料的需求也呈快速增长态势。大量汽车电子产品和手机的OEM供货商发现，客户对于无铅产品的需求正持续增长。