iPhone7采用的扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)是什么？

　　傳蘋(píng)果在2016年秋天即將推出的新款智能型手機(jī)iPhone 7（暫訂）上，將搭載采用扇出型晶圓級(jí)封裝（Fan-out WLP；FOWLP）的芯片，讓新iPhone更輕薄，制造成本更低。

　　那什么是FOWLP封裝技術(shù)呢？

　　Fan Out WLP的英文全稱為（Fan-Out Wafer Level Packaging；FOWLP），中文全稱為（扇出型晶圓級(jí)封裝），其采取拉線出來(lái)的方式，成本相對(duì)便宜；fan out WLP可以讓多種不同裸晶，做成像WLP制程一般埋進(jìn)去，等于減一層封裝，假設(shè)放置多顆裸晶，等于省了多層封裝，有助于降低客戶成本。此時(shí)唯一會(huì)影響IC成本的因素則為裸晶大小。

　　Fan-out封裝最早在2009~2010年由Intel Mobil提出，僅用于手機(jī)基帶芯片封裝。

　　2013年起，全球各主要封測(cè)廠積極擴(kuò)充FOWLP產(chǎn)能，主要是為了滿足中低價(jià)智慧型手機(jī)市場(chǎng)，對(duì)于成本的嚴(yán)苛要求。FOWLP由于不須使用載板材料，因此可節(jié)省近30%封裝成本，且封裝厚度也更加輕薄，有助于提升晶片商產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

　　優(yōu)勢(shì)：

　　系統(tǒng)級(jí)封裝（System in Package；SiP）結(jié)合內(nèi)嵌式（Embedded）印刷電路板（Printed Circuit Board；PCB）技術(shù)雖符合移動(dòng)設(shè)備小型化需求，然而供應(yīng)鏈與成本存在問(wèn)題，另一方面，扇出型晶圓級(jí)封裝（Fan-out Wafer Level Package；FoWLP）不僅設(shè)計(jì)難度低于矽穿孔（Through Silicon Via；TSV） 3D IC，且接近2.5D IC概念與相對(duì)有助降低成本，可望成為先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展要點(diǎn)。

　　挑戰(zhàn)：

　　雖然Fan-Out WLP可滿足更多I/O數(shù)量之需求。然而，如果要大量應(yīng)用Fan-Out WLP技術(shù)，首先必須克服以下之各種挑戰(zhàn)問(wèn)題：

　?。?） 焊接點(diǎn)的熱機(jī)械行為： 因Fan-Out WLP的結(jié)構(gòu)與BGA構(gòu)裝相似，所以Fan-Out WLP焊接點(diǎn)的熱機(jī)械行為與BGA構(gòu)裝相同，F(xiàn)an-Out WLP中焊球的關(guān)鍵位置在硅晶片面積的下方，其最大熱膨脹系數(shù)不匹配點(diǎn)會(huì)發(fā)生在硅晶片與PCB之間。

　?。?） 晶片位置之精確度： 在重新建構(gòu)晶圓時(shí)，必須要維持晶片從持取及放置（Pick and Place）于載具上的位置不發(fā)生偏移，甚至在鑄模作業(yè)時(shí)，也不可發(fā)生偏移。因?yàn)榻殡妼娱_(kāi)口，導(dǎo)線重新分布層（Redistribution Layer; RDL）與焊錫開(kāi)口（Solder Opening）制作，皆使用黃光微影技術(shù)，光罩對(duì)準(zhǔn)晶圓及曝光都是一次性，所以對(duì)于晶片位置之精確度要求非常高。

　?。?） 晶圓的翹曲行為： 人工重新建構(gòu)晶圓的翹曲（Warpage）行為，也是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，因?yàn)橹匦陆?gòu)晶圓含有塑膠、硅及金屬材料，其硅與膠體之比例在X、Y、Z三方向不同，鑄模在加熱及冷卻時(shí)之熱漲冷縮會(huì)影響晶圓的翹曲行為。

　　（4） 膠體的剝落現(xiàn)象： 在常壓時(shí)被膠體及其他聚合物所吸收的水份，在經(jīng)過(guò)220~260℃迴焊（Reflow）時(shí)，水份會(huì)瞬間氣化，進(jìn)而產(chǎn)生高的內(nèi)部蒸氣壓，如果膠體組成不良，則易有膠體剝落之現(xiàn)象產(chǎn)生。

　　對(duì)PCB市場(chǎng)的沖擊：

　　本文開(kāi)頭講到蘋(píng)果在今年下半年推出的iPhone 7上將會(huì)使用此封裝技術(shù)，由于蘋(píng)果一年可賣出上億臺(tái)iPhone，若未來(lái)采用FOWLP封裝，勢(shì)必影響印刷電路板市場(chǎng)需求。

　　在印刷電路板市場(chǎng)上，用于半導(dǎo)體的印刷電路板屬于附加價(jià)值較高的產(chǎn)品。2015年全球半導(dǎo)體印刷電路板市場(chǎng)規(guī)模約為84億美元，但面對(duì)新技術(shù)與蘋(píng)果的決策影響，未來(lái)恐難維持相同市場(chǎng)規(guī)模。

　　所以業(yè)界預(yù)測(cè)，未來(lái)可能將FOWLP技術(shù)擴(kuò)大用于其他零件，其他行業(yè)者也可能跟進(jìn)，因此印刷電路板市場(chǎng)萎縮只是時(shí)間早晚的問(wèn)題。