Co to jest opakowanie na poziomie wafla?

Opakowanie na poziomie wafla odnosi się do wytwarzania obwodów scalonych poprzez nakładanie opakowania wokół każdego obwodu, zanim wafel, na którym są wytwarzane, zostanie rozdzielony na poszczególne obwody. Ta technika szybko zyskała na popularności w branży układów scalonych ze względu na korzyści pod względem wielkości komponentów oraz czasu i kosztów produkcji. Wytworzony w ten sposób element jest uważany za rodzaj pakietu wag chipowych. Oznacza to, że jego rozmiar jest prawie taki sam jak znajdującej się w nim matrycy, na której znajdują się obwody elektroniczne.

Konwencjonalna produkcja układów scalonych na ogół rozpoczyna się od produkcji płytek krzemowych, na których będą wytwarzane obwody. Wlewek z czystego krzemu jest zwykle cięty na cienkie plasterki, zwane waflami, które służą jako podstawa, na której zbudowane są obwody mikroelektroniczne. Obwody te są oddzielane w procesie znanym jako kostkowanie wafla. Po rozdzieleniu są one pakowane w poszczególne elementy, a przewody lutownicze są nakładane na opakowanie.

Opakowanie na poziomie wafla różni się od konwencjonalnej produkcji sposobem nałożenia opakowania. Zamiast rozdzielać obwody, a następnie nakładać opakowanie i przewody przed przejściem do testowania, technika ta służy do integracji wielu etapów. Górna i dolna część opakowania oraz przewody lutownicze są nakładane na każdy układ scalony przed pokrojeniem w kostkę. Testowanie odbywa się również zazwyczaj przed pokrojeniem w kostkę.

Podobnie jak wiele innych popularnych typów opakowań komponentów, układy scalone produkowane z opakowaniami na poziomie płytki są rodzajem technologii montażu powierzchniowego. Urządzenia do montażu powierzchniowego są nakładane bezpośrednio na powierzchnię płytki drukowanej poprzez stopienie kulek lutowniczych przymocowanych do elementu. Komponenty poziomu wafla mogą być zwykle używane podobnie do innych urządzeń do montażu powierzchniowego. Na przykład można je często kupować na rolkach taśmy do użytku w zautomatyzowanych systemach umieszczania komponentów, znanych jako maszyny typu pick and place.

Dzięki wdrożeniu opakowań na poziomie wafla można osiągnąć szereg korzyści ekonomicznych. Umożliwia integrację wytwarzania, pakowania i testowania wafli, usprawniając w ten sposób proces produkcyjny. Skrócony czas cyklu produkcyjnego zwiększa przepustowość produkcji i zmniejsza koszt na wyprodukowaną jednostkę.

Opakowania na poziomie wafla pozwalają również na zmniejszenie rozmiaru opakowania, co oszczędza materiał i dodatkowo obniża koszty produkcji. Co ważniejsze jednak, zmniejszony rozmiar opakowania umożliwia stosowanie komponentów w szerszej gamie zaawansowanych produktów. Potrzeba mniejszych rozmiarów komponentów, zwłaszcza zmniejszonej wysokości opakowania, jest jednym z głównych czynników napędzających rynek opakowań na poziomie wafla.
Komponenty wyprodukowane z opakowań na poziomie wafla są szeroko stosowane w elektronice użytkowej, takiej jak telefony komórkowe. Wynika to w dużej mierze z zapotrzebowania rynku na mniejszą, lżejszą elektronikę, która może być używana w coraz bardziej skomplikowany sposób. Na przykład wiele telefonów komórkowych jest używanych do różnych funkcji poza zwykłymi rozmowami, takich jak robienie zdjęć lub nagrywanie wideo. Opakowania na poziomie wafla były również wykorzystywane w wielu innych zastosowaniach. Na przykład są wykorzystywane w samochodowych systemach monitorowania ciśnienia w oponach, wszczepialnych urządzeniach medycznych, wojskowych systemach transmisji danych i innych.