隨著移動設備和可穿戴設備的日益普及，移動存儲器的需求也在穩步提升。對于移動設備來說，便攜性是最重要的考量因素，低功耗和超薄封裝（PKG）技術也由此成為半導體行業不可或缺的要素。

內聯重布線層（Inline Re-distribution Layer，簡稱 IRDL）技術是一種先進的FAB技術，使用由絕緣層和鋁組成的額外金屬層來形成布線，使IO焊盤能夠在必要時自由地重新放置到封裝（PKG）引線鍵合位置。這項技術使得芯片間的鍵合更薄、工藝更簡單。此外，內聯重布線層（IRDL）技術是重布線層（RDL）技術之一。顧名思義，這項技術的命名是因為其整個過程都在FAB內部進行，這與封裝重布線層技術（PKG RDL）有所不同。

圖1. 垂直堆疊MCP與移位堆疊MCP



圖2. 圖1的橫斷面視圖

上圖展示了芯片的兩種多芯片封裝（MCP）1*方法。左側是目前通用的“垂直堆疊MCP”方法，其中上部芯片垂直堆疊在下部芯片的焊盤上；右側是“使用重布線層（RDL）技術的移位堆疊MCP”方法，可以避開焊盤。垂直堆疊MCP方法往往會導致導線干擾問題和導線與芯片之間短路問題，而新的移位堆疊MCP方法可以很好地避免這些問題。這種新的堆疊方法可以減小上層芯片和下層芯片之間的間隙，更容易滿足客戶對厚度的要求。

現有封裝重布線層（RDL）技術與內聯重布線層（IRDL）技術的比較

封裝重布線層（PKG RDL）技術和內聯重布線層（IRDL）技術之間的主要區別在于結構形成方法，所以接下來，我們需要更加深入地了解內聯重布線層（IRDL）技術的優勢。

圖3.封裝重布線層（PKG RDL）技術與內聯重布線層（IRDL）技術的比較 封裝重布線層（PKG RDL）的結構形成方法大致分為兩個過程：FAB輸入和FAB輸出。

FAB輸入過程是在僅打開焊盤的狀態下，用絕緣材料覆蓋頂部金屬。然后，在FAB輸出過程中，使用第一介電層將重布線層線與晶圓頂部的絕緣材料分開，并使用金作為導線。之后，使用第二介電層覆蓋導線頂部。

另一方面，內聯重布線層（IRDL）方法使用絕緣材料覆蓋頂部金屬并形成過孔（VIA）以打開焊盤。

然后，使用鋁作為導線，這就是與封裝重布線層（PKG RDL）方法的不同之處。最后，在頂部涂上絕緣材料。

內聯重布線層（IRDL）方法與封裝重布線層（PKG RDL）方法的目的相同，均旨在重新放置焊盤。但是，隨著FAB內部流程的改進，內聯重布線層（IRDL）技術在重布線層（RDL）技術的基礎上擁有三項優勢：

? 首先，由于電路可以放置在焊盤下方，因此凈裸片的性能得以改善；
? 其次，使用鋁代替金可以將整個工藝的成本降低高達30％；
? 最后，電路設計人員可以借助重布線層（RDL）技術來增強電源網格2*，由此提升芯片性能。

較小的芯片可將電路置于焊盤下方，從而提升凈裸片的性能

當使用現行封裝重布線層（PKG RDL）結構時，由于頂部的金屬過薄（小于1um），因此在探測和鍵合期間經常會發生許多與焊盤相關的問題。

使用內聯重布線層（IRDL）結構時，頂部金屬的厚度可以達到近10um的水平，足以承受探測和鍵合過程中產生的應力，使得電路可以放置在焊盤下方。這樣的結構可以縮小芯片尺寸，由此改善凈裸片的性能。

使用內聯重布線層（IRDL）技術提升配電網絡（PDN）性能

使用內聯重布線層（IRDL）技術的增強型電源網格可以提升配電網絡（power distribution network，簡稱 PDN）性能，更好地改進芯片性能。

如果不借助內聯重布線層（IRDL），則只能使用芯片現有的金屬布線來提升配電網絡性能，但是這樣的做法會導致遠離焊盤的區域出現配電網絡性能下降的問題。這種方法對于配電網絡性能的提升作用非常有限。

另一方面，在使用內聯重布線層（IRDL）時，重布線層（RDL）的特性決定著傳遞的電阻值較低，配電網絡性能由此得到大幅提升。因此，可以通過使用內聯重布線層（IRDL）技術的方法來提升芯片的性能。

內聯重布線層（IRDL）技術：未來設備的先驅

內聯重布線（IRDL）層技術能夠降低流程成本，可以在不損害現有芯片架構的前提下，將IO焊盤重新放置到封裝所需的位置。

內聯重布線層（IRDL）技術有助于企業更好地適應移動設備的未來發展方向——更輕更薄的產品。這項元件技術的誕生對于整個行業來說有著至關重要的意義，因為它可以縮小芯片尺寸，增強芯片性能，推動凈裸片的發展。

1*MCP：多芯片封裝技術是一種將兩個以上的半導體芯片堆疊到一個封裝中，在增加容量和提升性能的同時，減少占用空間的技術。

這項技術主要用于智能手機和平板電腦等輕薄便攜設備。借助內聯重布線層（IRDL）技術，企業可以在多芯片封裝過程中制造出更輕薄的芯片。

2*電源網格（Power Mesh）：由多金屬層上的電線組成的網絡。






審核編輯：劉清