消費性終端產品演變過程,從過去電腦、筆電、手機到現今的 IoT 產品發展可以看出,整體硬體元件系統由大到小,同時產品亦朝多功能進化,反映在封裝型態便是由過去不需多功能、多腳位且元件可以作比較大顆的打線封裝,進化到元件用如 40nm 以下製程,元件小但多功能(多腳位)的晶圓級封裝(如WLCSP、Fan-out),當此趨勢下,扇出型封裝因能將腳位扇出到更大面積,使得元件與載板的可靠性更佳,故而需求日增,此乃整體產品演化趨勢所致。 物聯網趨勢下封測產業朝五方向發展 IoT 強調的裝置本質是多功能處理與低耗電,因此我們以功能取向區分可以將半導體系統應用在 IoT 部份以五個區塊來拆解(如圖一),分別是 MCU、Sensor、PMIC(Power Management IC)、Memory、Connectivity。而 MCU 便是指微型控制器,這是運算處理器的一種,或是稱為 Processor/ASIC;Sensor 便是感測器,是透過傳感元件收集外部資料後轉變成訊號再進行處理的一種元件;PMIC 是在電源管理部份的裝置;最後是無線連接的Connectivity裝置。 扇出型封裝應用產品將以手機及無線通訊產品為主 扇出型封裝從產值來看,在 2010年因為 Intel 的 Mobile 晶片開始成長,從 2011年到 2014年期間因設備機台及材料市場接受度等影響下,有一個緩慢的轉換過渡時期,呈現非常緩慢的成長。但也是從 2014及 2015年開始,市場因終端產品對於低成本及多功能高 I/O 的趨使之下,產值將開始以年複合成長率 20% 以上的速度快速成長。 然而,在 2016 年因蘋果採用下,台積電將在扇出型封裝大量成長,原本 2015年以前扇出型封裝以星科金朋及 NANIUM 為主,至 2016年台積電在扇出型封裝產值將超過整體扇出型產值的六成,亦即比 2015年整體加起來都還大,而應用面將以手機及無線通訊相關設備為主,如圖三所示。 圖三、扇出型封裝未來發展趨勢 方形載具將是未來扇出型封裝技術的趨勢 扇出型封裝之所以可以有較低成本,其中一個很重要的因素便是該技術可以在大面積的載具下進行封裝,但載具除了大小及形狀外,亦有面積使用效率的問題,如圖六所示。因晶片在製作完後是呈現方形的形狀,故當在扇出型封裝過程中,晶片擺放至載具的片數亦會不同,如以方形載具進行封裝,則可以達到 95% 的面積使用效率,但如以晶圓級載具進行封裝,則會因其邊緣處無法擺放晶片而造成面積損失,使用率則是不到 85%。此兩者在面積使用效率差別上便高達 10%,換言之,愈大面積時,其成本絕對值亦將愈差愈多,故此亦為“面板級製程是將來扇出型封裝製程發展趨勢”的重要因素之一。 圖六、方形及圓形載具使用效率 提高封裝製程良率是降低成本的重要關鍵 扇出型封裝製作過程中,是先把 Chip 暫時性黏著到 Carrier上,接著模封起來,此時 Chip 已定型,再將其 Carrier 移除後,其移除面再以薄膜製程作 RDL(重布線層),然後在其重布線層上作植球動作,便是英飛凌(Infineon)的 eWLB 扇出型的標準製作流程,如圖八所示。在此製作過程中,由於 Chip 被模封起來後,如果其上的重布線層失敗,便會連帶影響昂貴的晶片,因此如果 RDL 良率不高的話,連帶其上的晶片亦有傷及成本的問題,使得整體成本墊高。IEEE 在 2014 年作了一份研究顯示……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。 作者:楊啟鑫 / 工研院產經中心 ★本文節錄自「工業材料雜誌」354期,更多資料請見下方附檔。 Download檔案下載 加入會員 分享 轉寄 聯絡我們 延伸閱讀 MIT開發3D半導體晶片高堆疊化技術 大日精化開發適用於電子材料接著劑之改質醯亞胺樹脂 無須研磨之表面平滑化技術,可望適用於次世代電子元件封裝 花王拓展功率半導體化學品事業,開發出接合材料用銅微粒子 OKI開發出散熱性提高55倍之「凸型銅幣嵌入式PCB技術」 熱門閱讀 下世代產業所需高功能性新材料—電動車用高分子材料 再生塑膠產業鏈發展現況及政策趨勢—廢塑膠回收材料 台灣優勢產業所需材料—半導體化學品 台灣石化產業未來轉型之策略方向 CO2 氫化生產甲醇新世代觸媒與程序 相關廠商 金屬3D列印服務平台 高柏科技股份有限公司 喬越實業股份有限公司 廣融貿易有限公司 山衛科技股份有限公司 正越企業有限公司 台灣大金先端化學股份有限公司 照敏企業股份有限公司 台灣永光化學股份有限公司 桂鼎科技股份有限公司 大東樹脂化學股份有限公司 志宸科技有限公司