Wafer-Level-Packaging bezieht sich auf die Herstellung von integrierten Schaltkreisen durch Anwenden eines Packagings um jeden Schaltkreis herum, bevor der Wafer, auf dem sie hergestellt werden, in einzelne Schaltkreise getrennt wird. Diese Technik hat in der Industrie für integrierte Schaltungen aufgrund von Vorteilen hinsichtlich der Komponentengröße sowie der Produktionszeit und -kosten schnell an Popularität gewonnen. Eine auf diese Weise hergestellte Komponente wird als eine Art Chip-Scale-Package betrachtet. Dies bedeutet, dass seine Größe fast der des darin befindlichen Chips entspricht, auf dem sich die elektronische Schaltung befindet.
Die herkömmliche Herstellung integrierter Schaltungen beginnt im Allgemeinen mit der Herstellung von Siliziumwafern, auf denen Schaltungen hergestellt werden. Ein Ingot aus reinem Silizium wird typischerweise in dünne Scheiben, sogenannte Wafer, geschnitten, die als Grundlage für den Aufbau mikroelektronischer Schaltungen dienen. Diese Schaltkreise werden mit einem Prozess getrennt, der als Wafer-Dicing bekannt ist. Nach dem Trennen werden sie in einzelne Komponenten verpackt, und Lötanschlüsse werden auf das Gehäuse aufgebracht.
Wafer-Level-Packaging unterscheidet sich von konventioneller Fertigung darin, wie das Package aufgebracht wird. Anstatt die Schaltkreise aufzuteilen und dann die Verpackung und die Leitungen anzubringen, bevor mit dem Testen fortgefahren wird, wird diese Technik verwendet, um mehrere Schritte zu integrieren. Die Ober- und Unterseite des Gehäuses sowie die Lötanschlüsse werden vor dem Wafer-Dicing auf jeden integrierten Schaltkreis aufgebracht. Das Testen findet typischerweise auch vor dem Wafer-Dicing statt.
Wie viele andere gängige Komponentengehäusetypen sind integrierte Schaltungen, die mit Wafer-Level-Packaging hergestellt werden, eine Art von SMD-Technologie. SMD-Bauelemente werden direkt auf die Oberfläche einer Leiterplatte aufgebracht, indem am Bauteil angebrachte Lotkugeln geschmolzen werden. Komponenten auf Waferebene können typischerweise ähnlich wie andere oberflächenmontierte Vorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel können sie oft auf Bandspulen zur Verwendung in automatisierten Komponentenplatzierungssystemen, die als Bestückungsmaschinen bekannt sind, gekauft werden.
Mit der Implementierung von Wafer-Level-Packaging lassen sich eine Reihe von wirtschaftlichen Vorteilen erzielen. Es ermöglicht die Integration von Waferherstellung, -verpackung und -test und rationalisiert dadurch den Herstellungsprozess. Eine verkürzte Fertigungszykluszeit erhöht den Produktionsdurchsatz und senkt die Kosten pro hergestellter Einheit.
Das Packaging auf Wafer-Ebene ermöglicht auch eine reduzierte Packungsgröße, was Material spart und die Produktionskosten weiter reduziert. Noch wichtiger ist jedoch, dass die reduzierte Packungsgröße die Verwendung von Komponenten in einer größeren Vielfalt fortschrittlicher Produkte ermöglicht. Der Bedarf an kleineren Komponenten, insbesondere einer geringeren Gehäusehöhe, ist einer der Hauptmarkttreiber für Wafer-Level-Packaging.
Mit Wafer-Level-Packaging hergestellte Komponenten werden in großem Umfang in der Unterhaltungselektronik wie Mobiltelefonen verwendet. Dies ist vor allem auf die Marktnachfrage nach kleinerer, leichterer Elektronik zurückzuführen, die auf immer komplexere Weise verwendet werden kann. Viele Mobiltelefone werden beispielsweise für eine Vielzahl von Funktionen verwendet, die über das einfache Telefonieren hinausgehen, wie zum Beispiel das Aufnehmen von Fotos oder Videos. Wafer-Level-Packaging wurde auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen verwendet. Sie werden beispielsweise in Fahrzeugreifendrucküberwachungssystemen, implantierbaren medizinischen Geräten, militärischen Datenübertragungssystemen und mehr verwendet.