什麼是面板級封裝(PLP)

不使用圓形晶圓,而在大型方形面板上一次製造大量封裝的方式。面積利用率高、容易降低成本,但大面積的翹曲與位置偏移、設備的標準化是課題。

日文名稱: パネルレベルパッケージ(PLP)

「面板級封裝(PLP)」出現在1領域的2道練習題中(先進技術(3D構裝與小晶片)等)。

這個名詞所屬的領域: 先進技術(3D構裝與小晶片)

從晶圓到面板

在扇出型晶圓級封裝(FOWLP)中,將切割後的晶片排列在圓形載體上、以樹脂固定,再於其上形成重布線層。面板級封裝(PLP)則是在接近印刷電路板或顯示器製造所用的大型方形面板上進行類似的製程。面板尺寸有510 mm × 515 mm、600 mm × 600 mm等,600 mm × 600 mm的面積為360000 mm²,約為直徑300 mm晶圓(約70700 mm²)的5倍。一次可處理的封裝數量增加,可降低每顆的成本。

方形較少浪費的原因

把方形封裝排在圓形晶圓上時,外圍會留下放不下整顆封裝的區域。封裝越大,這種外圍浪費的比例就越高。像AI用途那樣邊長數十mm的大型封裝,在300 mm晶圓上可用面積的比例會大幅下降,而方形面板則較容易排到邊緣而不浪費。搭載大量小晶片與HBM的大型封裝日益普及,是PLP受到關注的原因之一。

大面積特有的課題

面板越大,樹脂硬化收縮與材料熱膨脹差造成的翹曲就越大,以樹脂固定時晶片的位置偏移(晶粒偏移)也會增加。要在整片面板上讓膜厚與曝光均勻也很困難,且無法直接使用晶圓用的曝光機或電鍍設備,需要配合面板的設備。此外,面板尺寸在業界尚未統一,也使設備與材料的開發更加困難。晶圓製程並不是單純放大就行。

應用的擴大

PLP是從比較小的封裝開始實用化的,2021年韓國的nepes Laweh發表以600 mm × 600 mm面板量產扇出型封裝。2020年代中期起,也作為降低AI用大型封裝成本的手段而持續開發。另一方面,一般而言面板製程比晶圓製程更難做出細配線,因此需要特別微細配線的部分該如何分工處理,也在研究之中。

練習面板級封裝(PLP)的題目

面板級封裝(PLP)相對於使用圓形晶圓的優勢,會隨封裝尺寸變大而增加,其主要原因下列何者正確?

  1. A封裝越大,面板的翹曲越小
  2. B封裝越大,越不需要細的重布線層
  3. C封裝越大,圓形晶圓外圍無法擺放的浪費面積比例越高,而方形面板較容易排到邊緣
查看答案與解析

正確答案:C. 封裝越大,圓形晶圓外圍無法擺放的浪費面積比例越高,而方形面板較容易排到邊緣

把方形封裝排在圓形晶圓上,外圍會留下放不下的區域,封裝越大,這個比例越高。面板級封裝(PLP)使用方形面板,即使是邊長數十mm的大型封裝也較容易排到邊緣而不浪費,而且600 mm × 600 mm的面板面積約為300 mm晶圓的5倍。這就是PLP作為降低搭載大量小晶片與HBM之AI用大型封裝成本的手段而持續開發的原因。不過大面積的翹曲、晶片位置偏移與均勻性的確保會變得更困難。

常見問題

PLP與FOWLP有什麼不同?

基本製程相似,但FOWLP使用圓形的晶圓狀載體,PLP使用大型方形面板。PLP一次可處理的數量多、外圍浪費少,容易降低成本,但較難確保翹曲與均勻性。

600 mm × 600 mm的面板面積是300 mm晶圓的幾倍?

600 × 600 = 360000 mm²,300 mm晶圓為 π × 150² ≈ 70700 mm²,因此約為5倍。

PLP的主要課題是什麼?

大面積的翹曲、以樹脂固定時晶片的位置偏移、膜厚與曝光的均勻性、面板用設備的開發,以及面板尺寸的標準化等。

解析中的「面板級封裝(PLP)」

出現「面板級封裝(PLP)」的題目(2題)

  1. 面板級封裝(PLP)相對於使用圓形晶圓的優勢,會隨封裝尺寸變大而增加,其主要原因下列何者正確?
  2. 不使用圓形晶圓,而在大型方形面板上整批製造封裝的方式,其主要目的是下列何者?

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