パネルレベルパッケージ(PLP)とは

ぱねるれべるぱっけーじ

円形のウエハの代わりに、大型の角形パネルの上で多数のパッケージを一括して製造する方式。面積の利用効率が高くコストを下げやすいが、大面積での反りや位置ずれ、装置の標準化が課題になる。

「パネルレベルパッケージ(PLP)」は、1分野の2問の練習問題に出てきます(先端技術(3D実装・チップレット)など)。

ウエハからパネルへ

ファンアウト型ウエハレベルパッケージ(FOWLP)では、切り出したチップを円形の支持体の上に並べて樹脂で固め、その上に再配線層を形成します。パネルレベルパッケージ(PLP)は、同じような工程を、プリント基板やディスプレイの製造に近い大型の角形パネルの上で行う方式です。パネルの寸法には510 mm × 515 mmや600 mm × 600 mmなどがあり、600 mm角の面積は360000 mm²で、直径300 mmのウエハ(約70700 mm²)の約5倍になります。一度に処理できるパッケージの数が増えるため、1個あたりのコストを下げられます。

角形だと無駄が減る理由

四角いパッケージを円形のウエハに並べると、外周に入りきらない領域が残ります。パッケージが大きくなるほど、この外周の無駄の割合は増えます。AI向けのように数十mm角の大きなパッケージでは、300 mmウエハで使える面積の割合が大きく下がるのに対し、角形のパネルでは端まで無駄なく並べやすくなります。チップレットやHBMを多数載せる大型パッケージの広がりが、PLPへの関心を高めている理由の一つです。

大面積ならではの課題

パネルが大きくなるほど、樹脂の硬化収縮や材料の熱膨張の差による反りが大きくなり、樹脂で固めるときのチップの位置ずれ(ダイシフト)も増えます。パネル全体で膜厚や露光を均一にすることも難しく、ウエハ用の露光装置やめっき装置をそのまま使えないため、パネルに合わせた装置が必要です。さらに、パネルの寸法が業界で統一されていないことも、装置や材料の開発を難しくしています。ウエハの工程をそのまま大きくすればよいわけではありません。

用途の広がり

PLPは比較的小さなパッケージから実用化が進み、2021年には韓国のnepes Lawehが600 mm角のパネルでのファンアウトパッケージの量産を発表しています。2020年代半ばからは、AI向けの大型パッケージのコストを下げる手段としても開発が進められています。一方、一般にパネルの工程はウエハの工程より配線を細かくすることが難しいため、特に微細な配線が必要な部分をどう作り分けるかも検討されています。

パネルレベルパッケージ(PLP)の練習問題に挑戦

パネルレベルパッケージ(PLP)で、円形のウエハを使う場合に比べた利点が、パッケージの寸法が大きいほど大きくなる主な理由として正しいものはどれか。

Aパッケージが大きいほど、パネルの反りが小さくなるから
Bパッケージが大きいほど、再配線層を細かくする必要がなくなるから
Cパッケージが大きいほど、円形のウエハでは外周に並べられない無駄な面積の割合が増えるが、角形のパネルでは端まで並べやすいから

答えと解説を見る

正解：C. パッケージが大きいほど、円形のウエハでは外周に並べられない無駄な面積の割合が増えるが、角形のパネルでは端まで並べやすいから

四角いパッケージを円形のウエハに並べると、外周に入りきらない領域が残り、パッケージが大きいほどその割合が増えます。パネルレベルパッケージ(PLP)では角形のパネルを使うため、数十mm角の大きなパッケージでも端まで無駄なく並べやすく、600 mm角のパネルなら面積も300 mmウエハの約5倍あります。チップレットやHBMを多数載せるAI向けの大型パッケージで、コストを下げる手段として開発が進んでいる理由です。ただし大面積での反りやチップの位置ずれ、均一性の確保は難しくなります。

よくある質問

PLPとFOWLPの違いは何ですか?

基本的な工程は似ていますが、FOWLPは円形のウエハ状の支持体を、PLPは大型の角形パネルを使います。PLPは一度に処理できる数が多く、外周の無駄も少ないためコストを下げやすい一方、反りや均一性の確保が難しくなります。

600 mm角のパネルは300 mmウエハの何倍の面積ですか?

600 × 600 = 360000 mm²、300 mmウエハは π × 150² ≈ 70700 mm²なので、約5倍です。

PLPの主な課題は何ですか?

大面積での反り、樹脂で固めるときのチップの位置ずれ、膜厚や露光の均一性、パネル用の装置の開発、パネル寸法の標準化などです。

解説の中の「パネルレベルパッケージ(PLP)」

パネルレベルパッケージ(PLP)では角形のパネルを使うため、数十mm角の大きなパッケージでも端まで無駄なく並べやすく、600 mm角のパネルなら面積も300 mmウエハの約5倍あります。
パネルレベルパッケージ(PLP)で、円形のウエハを使う場合に比べた利点が、パッケージの寸法が大きいほど大きくなる主な理…
ファンアウトパッケージや大型のAI向けパッケージで、コストを下げる手段としてパネルレベルパッケージの開発が進められています。
円形のウエハではなく、大型の角形パネルの上でパッケージを一括して製造する方式の主な狙いはどれか。

「パネルレベルパッケージ(PLP)」が出てくる問題(2問)

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