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用于扇出型面板级封装嵌入式线路和2合1 RDL

来源：中电网

2020-10-10

类别：技术信息

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原标题：用于扇出型面板级封装嵌入式线路和2合1 RDL

扇出型面板级封装（Fan - Out Panel Level Package，FO - PLP）是一种先进的封装技术，它结合了面板级封装的大尺寸、高效率优势和扇出型封装的高集成度特点。嵌入式线路和2合1重布线层（Redistribution Layer，RDL）是FO - PLP中的关键技术要素，对提升封装的性能、可靠性和集成度起着重要作用。

嵌入式线路

1. 概念与作用

概念：嵌入式线路是将线路直接嵌入到封装基板内部的一种技术。在FO - PLP中，嵌入式线路可以替代传统的表面布线方式，使线路布局更加紧凑，减少信号传输路径的长度。
作用

提高集成度：通过将线路嵌入基板，可以在有限的空间内布置更多的线路，从而实现更高的芯片集成度，满足电子产品小型化、轻薄化的需求。例如，在智能手机等便携式设备中，嵌入式线路技术可以使芯片封装尺寸更小，为其他组件腾出更多空间。
改善信号完整性：缩短了信号传输路径，减少了信号在传输过程中的衰减和干扰，提高了信号的完整性和传输速度。对于高速信号传输的应用，如5G通信芯片封装，嵌入式线路技术尤为重要。
增强可靠性：嵌入式线路被基板材料包裹，受到更好的保护，不易受到外界环境的影响，如湿气、灰尘等，从而提高了封装的可靠性。

2. 制造工艺

基板制备：首先制备适合嵌入式线路的基板材料，通常采用有机基板或玻璃基板。在基板上预先形成一些凹槽或孔洞，用于后续线路的嵌入。
线路制作：通过光刻、电镀等工艺在基板的凹槽或孔洞中制作线路。光刻工艺用于定义线路的图案，电镀工艺则用于沉积金属线路材料，如铜。
平坦化处理：在完成线路制作后，对基板表面进行平坦化处理，使基板表面平整，以便后续的芯片贴装和其他封装工艺。

2合1 RDL

1. 概念与优势

概念：2合1 RDL是指在FO - PLP中，将原本需要两层RDL实现的功能集成到一层RDL中。RDL的作用是将芯片的焊盘重新分布到更大的面积上，以便与外部电路进行连接。
优势

降低成本：减少了一层RDL的制作，降低了材料成本和工艺成本。RDL的制作通常需要使用光刻胶、金属薄膜等材料，以及光刻、蚀刻等复杂工艺，减少一层RDL可以显著降低封装成本。
减小封装厚度：由于减少了一层RDL，封装的整体厚度得以减小，有利于电子产品向更轻薄的方向发展。
提高生产效率：简化了封装工艺流程，减少了工艺步骤，从而提高了生产效率。

2. 设计要点

线路布局优化：由于要将两层RDL的功能集成到一层，需要对线路布局进行精心优化。采用先进的EDA（电子设计自动化）工具，合理规划线路的走向和间距，避免线路之间的干扰。
信号分层与隔离：在2合1 RDL中，仍然需要对不同类型的信号进行分层和隔离。例如，将高速信号和低速信号分开布局，将电源信号和地信号进行良好的隔离，以保证信号的质量和稳定性。
与芯片和外部电路的兼容性：2合1 RDL的设计要充分考虑与芯片焊盘和外部电路的兼容性。确保芯片的焊盘能够准确地连接到RDL上，并且RDL的引脚布局能够与外部电路板相匹配。

嵌入式线路与2合1 RDL在FO - PLP中的协同应用

1. 提升封装性能

信号传输优化：嵌入式线路缩短了信号传输路径，而2合1 RDL通过合理的线路布局和信号分层，进一步优化了信号传输。两者协同作用，可以显著提高信号的传输速度和质量，减少信号延迟和失真。
热管理改善：嵌入式线路和2合1 RDL的集成设计可以使芯片的热量分布更加均匀，有利于热量的散发。通过合理的线路布局和基板材料选择，可以提高封装的散热性能，保证芯片在稳定的温度下工作。

2. 推动封装技术发展

满足新兴应用需求：随着人工智能、物联网、自动驾驶等新兴技术的快速发展，对芯片封装的集成度、性能和可靠性提出了更高的要求。嵌入式线路和2合1 RDL在FO - PLP中的应用，为满足这些新兴应用需求提供了有效的解决方案。
促进封装产业升级：这两种技术的应用推动了封装产业向更高集成度、更低成本、更高效率的方向发展。促进了封装工艺和材料的创新，带动了整个封装产业链的升级。

面临的挑战与解决方案

1. 挑战

工艺复杂性：嵌入式线路和2合1 RDL的制造工艺相对复杂，需要高精度的设备和技术。例如，在嵌入式线路制作过程中，光刻和电镀工艺的精度要求很高，稍有不慎就可能导致线路缺陷。
可靠性验证：由于采用了新的封装技术，对封装的可靠性验证提出了更高的要求。需要建立完善的可靠性测试方法和标准，以确保封装在各种环境条件下都能稳定工作。