إن تقنية قطع الوحدات الفردية من الرقائق ومن ثم تعبئتها كانت منذ فترة طويلة هي القاعدة المستخدمة في تعبئة الدوائر المتكاملة لأشباه الموصلات لعقود من الزمن.. لكن, لا يتم اعتماد هذا النهج حاليًا من قبل الشركات المصنعة لأشباه الموصلات الكبرى بسبب ارتفاع تكاليف التصنيع وزيادة مكون الترددات اللاسلكية في الوحدات النمطية اليوم. هكذا, ظهور التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة (WLP) وقد أدى ذلك إلى تحول نموذجي في تطوير التعبئة والتغليف منخفضة التكلفة. WLP هي تقنية تعبئة على مستوى الرقاقة قبل قطع أجهزة تعبئة الرقاقة.
استخدام الأدوات والعمليات القياسية, تعمل WLP كامتداد لعملية تصنيع الرقاقات. مؤخراً, سيكون لـ WLP DIE المُصنَّع وسادة معدنية على سطح الشريحة ونقطة لحام موضوعة على كل وسادة قبل قطع الرقاقة. هذا, بدوره, يجعل WLP متوافقًا مع عمليات تجميع PCB التقليدية ويسمح باختبار الجهاز على الرقاقة نفسها. نتيجة ل, إنها عملية منخفضة التكلفة وفعالة نسبيًا, خاصة مع زيادة حجم الرقاقة وتقلص حجم الرقاقة. لقد تزايد حجم الرقائق خلال العقود القليلة الماضية, من 4, 6, و 8 بوصة في القطر إلى 12 بوصة. وينتج عن هذا زيادة في عدد وحدات DIE لكل رقاقة, مما يقلل من تكاليف التصنيع. من حيث الأداء الكهربائي, تتفوق WLP على تقنيات التغليف الأخرى, بمعنى أنه بمجرد دمج جهاز WLP في وحدة RF كثيفة, يؤدي إلى انخفاض كبير في الاقتران الطفيلي EM لأن الاتصال البيني بين الجهاز وثنائي الفينيل متعدد الكلور قصير نسبيًا, على عكس التوصيل البيني السلكي المستخدم في بعض أنواع تقنيات الطاقة الشمسية المركزة.
تقنية الرقاقة القلابة WLP
تقنية الشريحة القلابة, يُعرف أيضًا باسم اتصال شريحة الانهيار المتحكم فيه (ج4), هي إحدى تقنيات تجميع الرقائق العديدة التي طورتها شركة IBM في الستينيات. على الرغم من أن تقنية التغليف القائمة على ربط الأسلاك أكثر مرونة من حيث القدرة الاستقرائية المجانية لتصحيح الأخطاء في المختبر بعد بناء الأجهزة, ويوفر أيضًا توصيلًا حراريًا جيدًا, إن استخدام انتفاخات اللحام في تقنية تغليف الرقائق يجعل الاتصال الكهربائي بين ركيزة العبوة والرقاقة يوفر تقليلًا نسبيًا للحجم, انخفاض الكمون, وعزل أفضل من حيث دبابيس الإدخال والإخراج. شكل 1 يوضح الهيكل الأساسي للرقاقة DIE على الركيزة, مع كرة لحام في الجزء العلوي من عمود النحاس تنمو على سطح الرقاقة. عادةً ما يتم تغليف وصلة اللحام بمركب قالب حشو لتوفير الدعم الميكانيكي لمفصل اللحام.
تقنية الرقاقة القلابة WLP
حزمة مستوى رقاقة WLP
التعبئة والتغليف على نطاق رقاقة (CSP) هي إحدى طرق التغليف الأكثر استخدامًا في صناعة الإلكترونيات الدقيقة وأشباه الموصلات. في حين أن عدة أنواع من تقنيات الطاقة الشمسية المركزة متاحة بالفعل لمصنعي الرقائق الدقيقة, تستمر الأنواع الجديدة في الظهور لتلبية الطلب على المنتجات التي تدعم الميزات الجديدة والمنتجات الجديدة الخاصة بالتطبيقات. قد تختلف متطلبات التغليف هذه وفقًا لمستوى الموثوقية المطلوب, يكلف, ميزات إضافية, والحجم الكلي. كما يوحي الاسم, حجم حزمة CSP هو تقريبًا نفس حجم شريحة DIE, والتي تعتبر واحدة من مزاياها الرئيسية. من خلال اعتماد عملية التصنيع WLP, يتم تطوير CSP باستمرار لتحقيق أصغر نسبة ممكنة لحجم قالب العبوة. كما هو مبين في الشكل 2, مصفوفة شبكة الكرة (بغا) يتيح نمط CSP الموجود في الحزمة العديد من التوصيلات البينية مع تبسيط أسلاك PCB, زيادة إنتاجية تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتقليل تكاليف التصنيع.
التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة
تقنيات التغليف الأخرى
هناك العديد من الأشكال الأخرى لتغليف IC المدمج الذي يسمح بالتكامل السلس في حزم الوحدات المخصصة للتطبيق. حزمة مسطحة رباعية (MFF) هي واحدة من أقدم تقنيات حزمة IC المثبتة على السطح,حيث يتكون هيكل الحزمة من أربعة جوانب مع وصلات توصيل ممتدة, كما هو مبين في الشكل 3(أ). يتم توصيل الخيوط المرتفعة بإطار العبوة لتكوين معدن عازل معدني (ميم) اكتب مكثفًا بين الخيوط والرقاقة المعدنية DIE, والتي يمكن استخدامها كعنصر مطابق. هذه التقنية مناسبة للدوائر المرحلية ذات الحجم المليمتري حيث يمكن أن يصل عدد المسامير الطرفية في العبوة إلى أكثر من 100 دبابيس. هناك عدة مشتقات لهذا النوع من التغليف, اعتمادا على المواد المستخدمة, مثل حزمة مسطحة رباعية السيراميك, حزمة مسطحة رباعية رقيقة, حزمة مسطحة من البلاستيك رباعية, حزمة مسطحة رباعية بلاستيكية) وحزمة مسطحة رباعية معدنية (MQFP). QFN, رباعية مسطحة لا الرصاص, يظهر في الشكل. 3(ب) هي واحدة من العديد من تقنيات التغليف المثبتة على السطح والتي تتكون من إطار رصاص نحاسي مسطح وحزمة بلاستيكية تستخدم كوسادة لنقل الحرارة للرادياتير. يمكن أيضًا استخدام ربط الأسلاك للتوصيلات البينية, وبما أن خطوط الروابط ليست موصلات فحسب، بل هي أيضًا ملفات حث, فهي تؤثر عمومًا على أداء الأجهزة ضمن تقنية التغليف هذه, إلا إذا اعتبرت جزءا من التصميم العام. على الرغم من أن QFN عبارة عن ترابط يتكون من أربعة جوانب, الخيوط ذات الطائرة الثنائية (DFN) ظهرت أيضًا وتشكل جانبي أسلاك التوصيل المسطحة.
