Czy format panelowy zrewolucjonizuje elektronikę?

Coraz większa popularność układów scalonych zawierających w obudowie więcej niż jedną strukturę, ciągła presja na większą miniaturyzację i niskie koszty wymusza na producentach półprzewodników zmiany w zakresie technologii pakowania (obudowywania) struktur. Najwięcej zmian dzieje się w zakresie obudów bezwyprowadzeniowych (leadless), gdzie pola kontaktowe są rozłożone równomiernie na całej dolnej części.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Przykładem może być pojawienie się i szybka popularyzacja obudów fan-out WLP (FO WLP), które zapewniają wysoki stopień miniaturyzacji i zawierają między krzemową strukturą a płytką drukowaną specjalną warstwę RDL rozprowadzającą połączenia z bardzo upakowanej powierzchni krzemu na większy obszar.

Obecnie obudowy fan-out uznaje się za niezbędny element dla obudowywania złożonych struktur półprzewodnikowych wykorzystujących przelotki TSV i dla układów SoC. Kolejny krok, jaki jest zapowiadany to przejście z obróbki produkcyjnej struktur na okrągłych krążkach krzemu do prostokątnych formatów panelowych (PLP - panel-level packaging), które pozwolą na łatwiejsze pakowanie równolegle wielu struktur oraz poprawę uzysku produkcyjnego. Obudowywanie struktur w procesie panelowym jest dzisiaj rozważane przez wielu producentów układów scalonych, w tym przez większość tych, którzy przespali wejście na rynek wersji fan- -out lub zajęli się alternatywnymi rozwiązaniami jak eWLB (embedded wafer level ball grid array) i teraz są zainteresowani nadrobieniem opóźnienia technologicznego.

Układy scalone pakowane w procesie panelowym mają się pojawić na rynku już w 2018 roku, ale debiuty nie będą łatwe z uwagi na brak standardów. Każda firma ma własne rozmiary panelu i technologię montażu, a na dodatek ocenia się, że na niezbędne urządzenia trzeba wydać 120-140 mld dolarów. To duży wydatek nawet dla sporych producentów półprzewodników.

Fan-out - co to oznacza w układach scalonych?

Struktura typowego chipa o 100 wyprowadzeniach ma wielkość 3×3 mm i odległość między kolejnymi kontaktami wynosi ok. 100 μm (rys. 1). Te kontakty, które są ułożone na bokach krzemu, trzeba rozprowadzić na większą powierzchnię (fan-out) dolnej części obudowy układu scalonego o wymiarach ok. 5×5 mm. Po takim rozproszeniu raster wyprowadzeń wynosi 0,4 mm, co umożliwia montaż SMT. W przypadku chipów z przelotkami TSV, gdzie pola kontaktowe są rozmieszczone równomiernie na spodzie (raster 280 μm), fan-out zapewnia przede wszystkim zwiększenie rastra do wartości możliwej do obsłużenia w procesie SMT. W układach wielostrukturowych fan-out odpowiada też za połączenia wewnętrzne między strukturami (rys. 2).

Rys. 1. Fan out zapewnia zwiększenie rastra wyprowadzeń do wartości akceptowalnej przez proces SMT: po lewej struktura scalona i jej wyprowadzenia, po prawej - obudowa układu scalonego Rys. 2. Obudowa FO-PLP = brak bondingu, brak ramki montażowej i wiele struktur w jednym układzie scalonym (np. sterownik PWM, tranzystory mocy, zintegrowane podzespoły pasywne IPD)
O co chodzi w tym panelowym montażu?

Panelowy montaż struktur FO-PLP będzie w elektronice dużą zmianą, ponieważ wiąże się z odejściem od przetwarzania okrągłych krzemowych płytek podłożowych. W uproszczeniu będzie tak, że płytka krzemowa po wykonaniu procesu produkcyjnego będzie cięta na struktury. Następnie będą one testowane i w kolejności następnie nanoszone na dużych rozmiarów materiał podłożowy (na przykład folię polipropylenową z warstwą miedzi) o prostokątnym formacie (panel) - jak na zdjęciu. Dalsze operacje technologiczne są wykonywane już nie na okrągłym płatku krzemu, ale na dużym prostokątnym panelu. Naklejone struktury są następnie laminowane (a więc zalewane tworzywem), co chroni je mechanicznie od górnej strony i tworzy obudowę. Dalej tworzona jest warstwa redistribution layers (RDL) odpowiadająca za rozprowadzenie wyprowadzeń struktur na większą powierzchnię (spód) gotowej obudowy. Warstwa RDL odpowiada też za połączenia międzystrukturowe w układach wielochipowych SoC. Na koniec na gotowej RDL nanoszone są kulki stopu lutowniczego niezbędne do montażu SMT (rys. 3).

Rys. 3. Kolejne operacje podczas pakowania struktur metodą panelową

Korzyści z panelu są takie, że za jednym zamachem przetwarza się więcej struktur, bo jest on znacznie większy od krążka krzemu. Uszkodzone struktury scalone są eliminowane na wczesnym etapie produkcji i tym samym nie psują do uzysku produkcyjnego w dalszych operacjach. No i wiele czynności technologicznych, wspólnych dla układów zawierających wiele struktur, co jest dzisiaj już standardem w elektronice, wykonuje się na dużej powierzchni, a więc taniej i szybciej. Warstwa RDL przypominająca bardzo cienką płytkę drukowaną łącząca kulki stopu lutowniczego z polami TSV (rys. 4) pozwala też wytwarzać anteny i falowody, które mogą być integrowane wewnątrz obudów scalonych między strukturami.

Rys. 4. Przekrój obudowy FO-PLP Rys. 5. Panel kontra wafer - porównanie wielkości Rys. 6. Tak wygląda warstwa redystrybucji połączeń odpowiedzialna za "fan-out"
Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Chiny największym na świecie konsumentem materiałów i urządzeń do zamykania struktur chipów
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Zasilanie
ME Embedded rozpoczyna współpracę z KOLT Power i rozszerza ofertę rozwiązań zasilających
Zasilanie
Kinterra kupiła grunt w Opolu pod fabrykę komponentów bateryjnych. W grze 1,22 mld zł dotacji
Produkcja elektroniki
Europejski rynek EMS odbija, ale problemem znów staje się łańcuch dostaw
Produkcja elektroniki
Targi i konferencja producentów elektroniki Electronica 2026
Optoelektronika
Semtech inwestuje w moce produkcyjne SiGe firmy Tower Semiconductor
Pomiary
Wielowarstwowy system detekcji dronów Ericsson, Play i Asseco. Technologia ISAC i 5G w ochronie infrastruktury krytycznej
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Magazyn
Październik 2026
Magazyn
Wrzesień 2026
Magazyn
Sierpień 2026

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów