FOWLPとは?――チップ外側へ再配線を広げるFan-Out技術
Fan-Out Wafer Level Packagingの再構成ウェハ、RDL、製造工程、長所短所、WLPとの違いを説明する。
この記事の結論
- FOWLPはDie周囲へ成形領域を設け、Die外側までRDLを広げる
- 基板を介さず小型化・短配線・多端子化を実現しやすい
- Die Shift、反り、再構成精度、RDL歩留まりが重要になる
まず結論
FOWLPはFan-Out Wafer Level Packagingの略です。個片化したDieを並べ直して樹脂などで円形の再構成ウェハを作り、Dieの外側までRDLを広げるPackage技術です。
Fan-In WLPより広い面積へ端子を配置でき、多端子化や複数Dieの搭載に対応しやすくなります。
図の大きな茶色の丸は、プリント基板とはんだ付けする**Solder Ball(はんだボール)**です。Solder Ballから伸びる緑色のRDLは、絶縁膜を貫くViaを通ってDie Pad(チップ電極)へ接続されます。
基本的な製造の流れ
代表的なChip-First方式では、良品DieをCarrier上へ配置し、Molding材で埋めて再構成ウェハを作ります。その上へ絶縁膜、Via、Cu RDL、端子を形成し、最後に個片へ切り分けます。
RDLを先に作ってからDieを接続するRDL-Firstなど別方式もあります。方式により接合精度、Known Good Dieの扱い、工程温度、歩留まりが変わります。
Fan-Inとの違い
| 項目 | Fan-In WLP | FOWLP |
|---|---|---|
| 配線領域 | Die面積内 | Die外側へ拡張 |
| 端子数 | Die面積に制約 | 増やしやすい |
| 基本基体 | 元のWafer | Dieを並べた再構成Wafer |
| 工程課題 | Wafer・Bump・実装応力 | Die Shift、Molding、反り、RDL |
メリット
- Package基板を省略または簡素化できる
- 配線を短くし、小型・薄型化しやすい
- Die外へ端子を広げられる
- 複数Dieや受動部品を統合できる
デメリットと課題
Molding時の流れや硬化収縮でDie位置がずれるDie Shiftが起こると、微細なRDLとの位置合わせが難しくなります。材料の熱膨張差による反り、樹脂内部のVoid、RDL断線、Via接続不良も管理対象です。
工程を重ねた後で不良が判明すると損失が大きいため、投入するDieの事前検査と工程内検査が重要です。
どこで使われるか
Mobile向けのRF、Power Management、Application Processor周辺など、小型・薄型・高密度接続が必要な用途で使われます。複数Dieを統合する構造では、ChipletやHeterogeneous Integrationとの境界も近くなります。
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