RDL:在芯片表面重新铺路
芯片上的接口太小、太挤、位置不对,电路板接不上。RDL 就是在芯片表面再铺一层细细的铜线,把接口搬到该去的地方。它是 WLCSP、扇出封装、iPhone 处理器封装的核心,也是中介层的前身。
RDL:在芯片表面"重新铺路"
芯片为什么要封装一页讲过,封装最核心的任务是把 0.05 mm 的芯片焊盘“摊开”成电路板能焊的 0.5 mm。QFN 靠引线框架加金线,BGA 靠多层基板。这一页讲第三种办法:直接在芯片表面画出走线。
RDL = Redistribution Layer,重布线层(也译作再布线层)。它是在芯片做好之后,在芯片表面额外铺的一层或几层铜走线,每层铜线之间用绝缘材料隔开。
它的作用就一句话:把原来位置的焊盘,用导线引到一个新的、更合适的位置,并在新位置做一个新焊盘。芯片内部的电路一点没改,改的只是"出口"的位置。
一栋老楼的门全开在四周墙上,挤得排长队。物业在大厅里铺了几条走廊,把人从各个门引到大厅中间整齐排开的新出口。楼本身没拆没改,只是加了走廊。RDL 就是这些走廊。
RDL 能干的事,归纳起来有四种:
① 搬位置
把边上的焊盘搬到中间(周边 → 面阵),或者反过来,把中间的搬到边上。QFN 内置 DRAM 一页里的 DRAM 就是"中间搬到边上"。
② 拉间距
把 50 µm 的密间距拉开到 150 µm、400 µm,让凸点、锡球放得下。
③ 换顺序
让信号的排列顺序和对面芯片或电路板对齐,避免走线、打线交叉。
④ 连芯片
多层 RDL 可以直接在两颗芯片之间布线,相当于做一块"超细的小电路板"(扇出、中介层)。
八步看懂 RDL 制造工艺
下面是芯片表面的剖面图(想象把芯片竖着切开看侧面)。点按钮一步一步看,铜线是怎么"长"出来的。这套流程叫半加成法(SAP),是 RDL 最常用的做法。
几个关键词,用大白话解释
| 名词 | 是什么 | 为什么需要 |
|---|---|---|
| PI / PBO | 聚酰亚胺等有机绝缘材料,像一层透明的塑料膜 | 让上下层的铜线互不短路,还能缓冲应力 |
| 种子层 | 溅射上去的极薄钛 + 铜(几百纳米) | 电镀需要导电的"底",铜才能长上去 |
| 光刻胶 | 感光材料,曝光后可以选择性溶掉 | 当"模具",决定铜线长成什么形状 |
| 电镀铜 | 把晶圆泡在铜溶液里通电 | 让铜只在模具槽里长到几微米厚 |
| UBM | Under Bump Metallurgy,凸点下金属层 | 让锡球焊得牢,并阻挡锡和铜互相"吃"掉 |
要多层 RDL,就把第 2–7 步重复几遍:一层绝缘、一层铜、再一层绝缘、再一层铜……层与层之间靠通孔(via)连起来。