FOWLP(ファンアウト)とは 基板を使わず再配線層で端子を外へ広げる
FOWLPは、チップの外周より外まで配線を広げ、基板を使わずに薄く仕上げるパッケージです。TSMCは2016年から「InFO」の名前でこの方式の量産を続け、スマートフォン向けでは厚さ1mm未満の部品にしています。
- FOWLPは、チップを樹脂で埋め、その上の再配線層で端子をチップの外まで広げる方式です。
- パッケージ基板を使わないので、薄く、配線が短くなります。
- TSMCは2016年に、スマートフォンの演算用チップ向けにInFO_PoPの大量生産を始めました。
- InFOの配線の幅と間隔は、スマートフォン向けで10µm未満、ネットワーク向けで2µm未満です。
FOWLPは「Fan-Out Wafer Level Package」の略です。チップの端子を、チップの面積より外側まで扇(ファン)のように広げることから、この名前が付きました。チップの面積の内側だけで端子を並べる方式は「ファンイン」と呼びます。
チップを樹脂で埋めて、上に配線を作る
作り方の流れはこうです。まず切り分けたチップを、間隔を空けて支持の板の上に並べます。樹脂で全体を埋めて固め、チップと樹脂が一体になった円板(再構成ウエハー)を作ります。この上に、絶縁の膜と銅の配線を重ねた再配線層(RDL)を作ります。配線はチップの外の樹脂の上まで伸ばせるので、端子の数を増やせます。最後にはんだの球を付けて、1個ずつに切り分けます。
パッケージ基板を使わずに機器の基板へ付けられるため、部品を薄く小さくできます。チップから外までの配線も短くなります。樹脂で埋める工程では、TOWAのコンプレッション(圧縮)方式のモールディング装置のように、樹脂を金型で押し固める装置を使います。
TSMCのInFOの数字
TSMCの「InFO」は、FOWLPの代表的な製品です。同社は再配線層のほか、樹脂を上下に貫く電極(TIV)を使い、上にメモリーを重ねた「InFO_PoP」を業界初の3次元のファンアウトのパッケージと説明しています。2016年から大量に出荷しています。
| 品・時期 | 配線の幅/間隔 | その他 |
|---|---|---|
| 2016年 スマートフォン向け(16nm) | 10/10µm未満 | PoPの高さ1mm未満 |
| 2018年 ウエアラブル向け(7nm) | 10/10µm未満 | PoPの高さ0.9mm未満 |
| 2018年 ネットワーク向け(16nm) | 2/2µm未満 | 露光1回分の大きさ |
| InFO_oS(2017年10〜12月に量産) | 2/2µm | 65×65mm超の基板に載せる |
TSMCの2023年の事業の概要によると、同年はスマートフォン向けのInFO_PoPの第8世代を大量に生産し、第9世代も認定を終えました。ウエアラブル向けに複数のチップをまとめるInFO_M_PoPの初代も、2023年に量産に入っています。
ウエハーの次はパネル
ファンアウトは、丸いウエハーの形で作るのが一般的です。より多く取るため、四角いパネルで同じ工程を進める「パネルレベルパッケージ」の開発も進んでいます。TSMCは2024年4月の発表で、InFOをもとに300mmのウエハー全体にチップを並べる「SoW」の最初の品が生産に入っていると説明しました。
関連する用語
- 再配線層(RDL):端子の位置を引き回すための配線の層。
- PoP:パッケージの上にメモリーのパッケージを重ねる形。
- パネルレベルパッケージ:四角いパネルで後工程を進める方式。
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