Wat is verpakking op waferniveau?
Verpakking op waferniveau verwijst naar de fabricage van geïntegreerde schakelingen door verpakking rond elk circuit aan te brengen voordat de wafer waarop ze worden gefabriceerd, in afzonderlijke circuits wordt gescheiden. Deze techniek is snel in populariteit gegroeid in de industrie van geïntegreerde schakelingen vanwege voordelen in termen van componentgrootte evenals productietijd en kosten. Een component die op deze manier is vervaardigd, wordt beschouwd als een soort chipschaalpakket. Dit betekent dat zijn grootte bijna dezelfde is als die van de matrijs erin, waarop het elektronische circuit zich bevindt.
Conventionele vervaardiging van geïntegreerde schakelingen begint in het algemeen met de productie van siliciumwafels waarop schakelingen zullen worden vervaardigd. Een pure siliciumstaaf wordt typisch in dunne plakjes gesneden, wafels genoemd, die dienen als de basis waarop micro-elektronische circuits worden gebouwd. Deze circuits worden gescheiden met een proces dat bekend staat als wafeltjes snijden. Eenmaal gescheiden, worden ze verpakt in afzonderlijke componenten en worden soldeerleidingen op het pakket aangebracht.
Verpakking op waferniveau verschilt van conventionele fabricage in de manier waarop het pakket wordt aangebracht. In plaats van de circuits uit elkaar te splitsen en vervolgens de verpakking en kabels aan te brengen voordat u verder gaat met testen, wordt deze techniek gebruikt om meerdere stappen te integreren. De boven- en onderkant van het pakket en de soldeerleidingen worden op elk geïntegreerd circuit aangebracht voordat de plakjes worden gesneden. Testen vindt meestal ook plaats vóór het in blokjes snijden van wafels.
Net als veel andere veel voorkomende componentpakkettypen, zijn geïntegreerde schakelingen die zijn vervaardigd met verpakking op waferniveau een type oppervlaktetechnologie. Apparaten voor opbouwmontage worden rechtstreeks op het oppervlak van een printplaat aangebracht door aan het component bevestigde soldeerballen te smelten. Onderdelen op waferniveau kunnen typisch op dezelfde manier worden gebruikt als andere apparaten voor oppervlaktemontage. Ze kunnen bijvoorbeeld vaak worden gekocht op bandhaspels voor gebruik in geautomatiseerde componentenplaatsingssystemen die bekend staan als pick and place-machines.
Een aantal economische voordelen kan worden bereikt met de implementatie van verpakkingen op waferniveau. Het maakt integratie van wafelproductie, verpakking en testen mogelijk, waardoor het productieproces wordt gestroomlijnd. Kortere productiecyclustijd verhoogt productiedoorvoer en verlaagt de kosten per geproduceerde eenheid.
Verpakking op waferniveau maakt ook een kleinere pakketgrootte mogelijk, wat materiaal bespaart en de productiekosten verder verlaagt. Wat nog belangrijker is, is dat de kleinere pakketgrootte het echter mogelijk maakt componenten te gebruiken in een breder scala aan geavanceerde producten. De behoefte aan een kleinere componentgrootte, met name een kleinere pakkethoogte, is een van de belangrijkste factoren voor verpakking op waferniveau.
Componenten gefabriceerd met verpakkingen op waferniveau worden veelvuldig gebruikt in consumentenelektronica zoals mobiele telefoons. Dit is grotendeels te wijten aan de marktvraag naar kleinere, lichtere elektronica die op steeds complexere manieren kan worden gebruikt. Veel mobiele telefoons worden bijvoorbeeld gebruikt voor een groot aantal functies die verder gaan dan alleen bellen, zoals foto's maken of video opnemen. Verpakkingen op waferniveau zijn ook in verschillende andere toepassingen gebruikt. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in bandenspanningscontrolesystemen voor auto's, implanteerbare medische apparaten, militaire datatransmissiesystemen en meer.