便攜式醫(yī)療保健設備和服務越來越普及。一般來說，這些設備必須高效和“不可見”，因而在低功耗和小體積方面給設計師帶來了新的挑戰(zhàn)。如今晶圓級芯片級封裝(WLCSP)能使以往不可能實現(xiàn)的醫(yī)學治療得以實現(xiàn)。這些新的應用包括創(chuàng)傷檢測、醫(yī)學植入以及拋棄型便攜式監(jiān)測儀等。本文首先介紹WLCSP技術，然后討論PCB連接盤圖案、焊盤終飾層和電路板厚度設計的最佳實用技巧，以便發(fā)揮WLCSP的最大功效。
如圖1所示，WLCSP是倒裝芯片互連技術的一個變種。借助WLCSP技術，裸片的有源面被倒置，并使用焊球連接到PCB。這些焊球的尺寸通常足夠大(在0.5mm間距、預回流焊時有300μm)，可省去倒裝芯片互連所需的底部填充工藝。
圖1：WLCSP封裝。
這種互連技術有以下一些優(yōu)點：
通過省去第一層封裝(模塑復合材料、引線框或有機基底)可以節(jié)省可觀的空間。例如，8-ball WLCSP所占電路板面積只有8-lead SOIC的8%。
通過省去標準塑料封裝中使用的連接線和引線可以減小電感、提高電氣性能。
由于省去了引線框和模塑復合材料，使得封裝外形更加輕薄。
無需底部填充工藝;可以使用標準的SMT組裝設備。
由于輕質(zhì)裸片在焊接過程中具有自我校準特性，因此組裝良率較高。
封裝結構
WLCSP可以被分成兩種結構類型：直接凸塊和重分布層(RDL)
直接凸塊
直接凸塊WLCSP包含一個可選的有機層(聚酰亞胺)，這個層用作有源裸片表面上的應力緩沖器。聚酰亞胺覆蓋了除連接焊盤四周開窗區(qū)域之外的整個裸片面積。在這個開窗區(qū)域之上濺射或電鍍凸塊下金屬層(UBM)。UBM是不同金屬層的堆疊，包括擴散層、勢壘層、潤濕層和抗氧化層。焊球落在UBM之上(因此叫落球)，然后通過回流焊形成焊料凸塊。直接凸塊WLCSP的結構如圖2所示。
圖2：直接凸塊WLCSP。
重分布層(RDL)
圖3是一種重分布層(RDL)WLCSP。這種技術可以將為邦定線(邦定焊盤安排在四周)而設計的裸片轉換成WLCSP。與直接凸塊不同的是，這種WLCSP使用兩層聚酰亞胺層。第一層聚酰亞胺層沉積在裸片上，并保持邦定焊盤處于開窗狀態(tài)。RDL層通過濺射或電鍍將外圍陣列轉換為區(qū)域陣列。隨后的結構類似直接凸塊——包括第二個聚酰亞胺層、UBM和落球。
圖3：重分布層(RDL)WLCSP。
