ファンアウトRDLとは
ファンアウトRDLとは、チップの端子をチップの幅を超えてパッケージの外側へ引き延ばす再配線層です。 狭い端子と広い端子の差を、この層が埋めます。
再配線層は増やせばいくらでも配線を通せます。しかし1層増やすたびに工程と費用が乗るため、1層あたりどれだけ通せるかが設計の勝負になります。
チップの狭い端子を、基板が求める広い間隔へ引き延ばす
Section titled “チップの狭い端子を、基板が求める広い間隔へ引き延ばす”チップの端子は、面積を節約するため狭い間隔で並びます。基板の側は、配線の幅と位置合わせの精度から、もっと広い間隔を求めます。再配線層はチップの真上から外側へ向かって配線を引き、広い間隔の端子として出します。
バンプのピッチも高密度化し、ダイの面積の縮小や配線密度の向上が可能になります1。
平らなガラスの土台なら、配線密度を上げて層を減らせる
Section titled “平らなガラスの土台なら、配線密度を上げて層を減らせる”ガラス基板は平坦性が高いため、配線やビアのさらなる微細化や高密度化が実現します1。Intelは、配線幅と配線間隔、貫通ビアの径を微細化して配線密度を約10倍に向上でき、それによってコア基板上に形成する再配線層の層数の削減やパッケージサイズの小型化、搭載するチップレット数の増加が可能になると見通しています。
土台の材料が変われば、通せる信号の速度も変わる
Section titled “土台の材料が変われば、通せる信号の速度も変わる”ガラスは樹脂よりも物性面で誘電率など電気的特性に優れ、より高速な信号の伝送が可能になります1。日本電気硝子は、ガラスセラミックス材に独自開発のLTCC材料を使い、誘電率・誘電正接を低くして、信号の遅延や誘電損失を低減したとしています2。
再配線層は土台の上に載ります。同じ設計でも、下の材料が変われば通せる速度が変わります。
貫通穴の作りかたが、密度の上限を決める
Section titled “貫通穴の作りかたが、密度の上限を決める”コア基板の表裏に形成された微細な金属配線を電気的につなぐため2、微細貫通穴を形成する必要があります。日本電気硝子は、開発した基板でビア径75μm・ピッチ250μm・基板厚み0.4mmを、加工速度20,000穴以上/分で加工したとし、一般的なガラス基板ではCO2レーザーで穴を開けると一定の割合でクラックが入り、破損につながる恐れがあるとしています。速さと歩留まりの両立が要点です。
層を増やせば費用と歩留まりを削り、密度を上げれば精度が要る
Section titled “層を増やせば費用と歩留まりを削り、密度を上げれば精度が要る”再配線層を増やせば通せる配線が増え、端子の配置も自由になります。その代わり1層ごとに露光と成膜の工程が乗り、費用と歩留まりの両方を削ります。密度を上げれば層を減らせるものの、土台の平坦性と加工の精度が要ります。ビアを細くすれば配線を詰められますが、加工の時間と設備の負担が増えます。
よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”ファンアウトRDLとは何ですか？
チップの端子を、チップの幅を超えてパッケージの外側へ引き延ばす再配線層です。Re-Distribution Layerの頭文字でRDLと呼びます。
なぜ外へ広げるのですか？
端子の間隔を広げると、受ける基板側の配線と実装の要求が緩みます。チップの端子は狭く、基板の端子は広いという差を埋めます。
層数は何で決まりますか？
通す配線の本数と、1層あたりに通せる密度です。配線密度が約10倍になれば、層数を削減できます。
土台の平坦性は関係しますか？
します。ガラス基板は平坦性が高いため、配線やビアのさらなる微細化と高密度化が実現します。
パッケージの大きさにも響きますか？
響きます。層数の削減に加えて、パッケージサイズの小型化と搭載チップレット数の増加が可能になります。
バンプはどうなりますか？
バンプのピッチも高密度化し、ダイの面積の縮小や配線密度の向上も可能になります。
電気的な特性はどうですか？
ガラスは樹脂よりも誘電率など電気的特性に優れ、より高速な信号の伝送が可能になります。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”- ファンアウトパッケージとは── この層を使う実装方式
- インタポーザとは── 別の手でつなぐ土台
- ガラス基板とは── 層数を減らす土台
- ダイ間インターコネクトとは── この層が担う経路
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- 2日本電気硝子：ガラスセラミックスコア基板「GCコア」を開発（2024年6月）neg.co.jp ab