L’imballaggio a livello di wafer si riferisce alla fabbricazione di circuiti integrati applicando l’imballaggio attorno a ciascun circuito prima che il wafer su cui sono fabbricati venga separato in circuiti individuali. Questa tecnica è diventata rapidamente popolare nell’industria dei circuiti integrati grazie ai vantaggi in termini di dimensioni dei componenti, tempi e costi di produzione. Un componente fabbricato in questo modo è considerato un tipo di pacchetto bilancia per chip. Ciò significa che la sua dimensione è quasi uguale a quella del die al suo interno, su cui si trova il circuito elettronico.
La fabbricazione convenzionale di circuiti integrati generalmente inizia con la produzione di wafer di silicio su cui verranno fabbricati i circuiti. Un lingotto di silicio puro viene tipicamente tagliato in fette sottili, chiamate wafer, che fungono da base su cui sono costruiti i circuiti microelettronici. Questi circuiti sono separati con un processo noto come taglio di wafer. Una volta separati, vengono confezionati in singoli componenti e i cavi di saldatura vengono applicati al pacchetto.
L’imballaggio a livello di wafer differisce dalla fabbricazione convenzionale nel modo in cui viene applicato il pacchetto. Piuttosto che dividere i circuiti e quindi applicare la confezione e i cavi prima di continuare con i test, questa tecnica viene utilizzata per integrare più passaggi. La parte superiore e inferiore del pacchetto e i cavi di saldatura vengono applicati a ciascun circuito integrato prima del taglio del wafer. Il test avviene anche in genere prima della sminuzzatura del wafer.
Come molti altri tipi di pacchetti di componenti comuni, i circuiti integrati prodotti con imballaggi a livello di wafer sono un tipo di tecnologia a montaggio superficiale. I dispositivi a montaggio superficiale vengono applicati direttamente alla superficie di un circuito stampato fondendo sfere di saldatura attaccate al componente. I componenti a livello di wafer possono essere utilizzati in genere in modo simile ad altri dispositivi a montaggio superficiale. Ad esempio, possono essere spesso acquistati su bobine di nastro per l’uso in sistemi di posizionamento automatizzato dei componenti noti come macchine pick and place.
Con l’implementazione di imballaggi a livello di wafer è possibile ottenere una serie di vantaggi economici. Consente l’integrazione della fabbricazione, dell’imballaggio e dei test dei wafer, semplificando così il processo di produzione. La riduzione del tempo del ciclo di produzione aumenta la produttività e riduce il costo per unità prodotta.
L’imballaggio a livello di wafer consente inoltre di ridurre le dimensioni dell’imballaggio, risparmiando materiale e riducendo ulteriormente i costi di produzione. Ancora più importante, tuttavia, le dimensioni ridotte della confezione consentono di utilizzare i componenti in una più ampia varietà di prodotti avanzati. La necessità di componenti di dimensioni più ridotte, in particolare l’altezza ridotta del pacchetto, è uno dei principali fattori trainanti del mercato per il confezionamento a livello di wafer.
I componenti fabbricati con imballaggi a livello di wafer sono ampiamente utilizzati nell’elettronica di consumo come i telefoni cellulari. Ciò è in gran parte dovuto alla domanda del mercato di dispositivi elettronici più piccoli e leggeri che possono essere utilizzati in modi sempre più complessi. Ad esempio, molti telefoni cellulari vengono utilizzati per una varietà di funzioni oltre alla semplice chiamata, come scattare foto o registrare video. L’imballaggio a livello di wafer è stato utilizzato anche in una varietà di altre applicazioni. Ad esempio, vengono utilizzati nei sistemi di monitoraggio della pressione dei pneumatici per autoveicoli, dispositivi medici impiantabili, sistemi di trasmissione dati militari e altro ancora.