《电子技术应用》
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基于晶圆级技术的PBGA电路设计与验证
电子技术应用
文永森,罗曦,杜映洪,刘勇,刘绍辉
中国电子科技集团公司第五十八研究所
摘要: 晶圆级封装技术可实现多芯片互连,但在封装尺寸、叠层数和封装良率等方面的问题限制了其在电路小型化进程中的发展。以一款扇出型晶圆级封装电路为例,基于先进封装技术,采用软件设计和仿真优化方式,结合封装经验和实际应用场景,通过重布线和芯片倒装的方式互连,完成了有机基板封装设计与制造,实现了该电路低成本和批量化生产的目标。本产品的设计思路和制造流程可为其他硬件电路微型化开发提供参考。
中图分类号:TN402 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234711
中文引用格式: 文永森,罗曦,杜映洪,等. 基于晶圆级技术的PBGA电路设计与验证[J]. 电子技术应用,2024,50(7):55-58.
英文引用格式: Wen Yongsen,Luo Xi,Du Yinghong,et al. Design of PBGA circuit based on wafer level packaging technology[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(7):55-58.
Design of PBGA circuit based on wafer level packaging technology
Wen Yongsen,Luo Xi,Du Yinghong,Liu Yong,Liu Shaohui
China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute
Abstract: Wafer level packaging technology can achieve multi-chip interconnection. However, issues such as packaging size, number of layers, and packaging yield have limited its development in the process of circuit miniaturization. This article takes a fan out wafer level packaging circuit as an example. Based on advanced packaging technology, using software design and simulation optimization methods, combined with packaging experience and practical application scenarios, the organic substrate packaging design and manufacturing were completed through rewiring and chip flip chip interconnection, achieving the goal of low-cost and mass production of the circuit. The design concept and manufacturing process of this product can provide reference for the miniaturization development of other hardware circuits.
Key words : wafer level packaging;circuit miniaturization;chip flip chip;substrate packaging

引言

近年来,在“超越摩尔定律”的背景下[1],以芯片与封装协同开发的先进封装技术随之诞生。其中,扇出型晶圆级封装(FOWLP)技术以将多个芯片互连且形成系统级封装为技术优势而备受关注。

国外已经有对FOWLP技术的应用,TSMC 和 Apple 公司在2016年首次在A7处理器上实现了FOWLP技术的应用,在大幅度降低制造成本的同时,解决了模拟、电源等芯片混合封装的问题[2]。Samsung公司在 2018年采用芯片后置的扇出封装技术来制作重布线层(RDL)完成芯片间的互连,使多通道、多I/O的堆叠内存芯片(HBM)突破内存芯片的宽带瓶颈[3]。

国内技术起步较晚,依靠自主工艺能力,也有相应的产品研究,李居强等人设计一款双层晶圆级扇出封装产品,在机电控制电路小型化领域中做出了一次创新[4]。王刚等人设计了一款天线-芯片一体化射频产品,利用晶圆级封装实现了天线与芯片的垂直布局与互连,为更高密度和更大规模的射频电路提供了解决思路[5]。

晶圆级封装技术在国内虽然得到广泛研究,但尚未制定统一的可靠性验证标准[6]。因此,该类产品目前没有被大规模运用。相反,随着国内基板制造水平的提升,高多层、大尺寸等高难度树脂基板已经实现了规模化量产,高可靠性和低成本的制造环境为电路小型化提供了更多解决方案[7]。本文将在已有的晶圆级封装芯片基础上,使用FOWLP和芯片倒装(FC)技术进行有机基板封装(PBGA)封装,利用国内成熟的封装技术,在满足性能指标的同时,使产品达到交付使用的标准,也可为该类型电路的小型化设计与制造提供参考。


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作者信息:

文永森,罗曦,杜映洪,刘勇,刘绍辉

(中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡 214035)


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