定義與原理

• 晶圓級封裝（Wafer Level Packaging，縮寫 WLP）是指在芯片還在晶圓上的時候就對芯片進行封裝，保護層可以黏接在晶圓的頂部或底部，然后連接電路，再將晶圓切成單個芯片2。

技術優勢2

• 封裝尺寸小：由于沒有引線、鍵合和塑膠工藝，封裝無需向芯片外擴展，使得 WLP 的封裝尺寸幾乎等于芯片尺寸，能滿足電子產品輕薄化的需求。

• 高傳輸速度：與傳統金屬引線產品相比，WLP 一般有較短的連接線路，在高效能要求如高頻下，信號傳輸的延遲更短，能有較好的表現。

• 高密度連接：WLP 可運用數組式連接，芯片和電路板之間連接不限制于芯片四周，提高單位面積的連接密度，能夠滿足多引腳、高集成度芯片的需求。

• 生產周期短：WLP 從芯片制造到封裝到成品的整個過程中，中間環節大大減少，生產效率高，周期縮短很多，有利于產品快速上市。

• 工藝成本低：WLP 是在硅片層面上完成封裝測試的，以批量化的生產方式達到成本最小化的目標。可充分利用晶圓制造設備，生產設施費用低，其成本取決于每個硅片上合格芯片的數量，芯片設計尺寸減小和硅片尺寸增大的發展趨勢使得單個器件封裝的成本相應地減少。

關鍵技術2

• 晶圓級凸塊（Wafer Bumping）技術：在切割晶圓之前，于晶圓的預設位置上形成或安裝焊球（亦稱凸塊），是實現芯片與 PCB 或基板互連的關鍵技術。凸塊的選材、構造、尺寸設計，受多種因素影響，如封裝大小、成本及電氣、機械、散熱等性能要求。

• 再分布層（Re-Distribution Layer）技術：用于將芯片上的焊點重新分布到更大的區域，以滿足更高的引腳密度需求，同時也可以實現不同芯片之間的互連。

• 硅介層（Silicon Interposer）技術：通常是一個薄的硅片，上面集成了高密度的互連線路和過孔，用于連接不同的芯片或器件，提供了一種在較小的空間內實現高密度互連的解決方案。

• 硅穿孔（Through Silicon Via，TSV）技術：可以在硅片上制造垂直的通孔，用于實現芯片之間的垂直互連，從而實現三維堆疊封裝，大大提高了封裝的集成度和性能。

晶圓級封裝（Wafer Level Packaging, WLP）工藝詳細解說

晶圓級封裝（WLP）是一種直接在晶圓上完成封裝的技術，與傳統封裝（切割后再封裝）相比，具有體積小、成本低、性能優的特點，廣泛應用于先進半導體器件（如CIS、MEMS、射頻芯片等）。

?一、核心工藝流程?

?晶圓準備?

原始晶圓完成前道制程（如光刻、蝕刻、沉積等），表面形成功能芯片陣列。

清潔晶圓表面，確保無顆粒污染。

?再分布層（Redistribution Layer, RDL）?

?目的?：將芯片I/O焊盤重新布局到更易封裝的位置。

?步驟?：

① 沉積介電層（如PI或SiO?）；

② 光刻開孔；

③ 濺射/電鍍金屬（Cu或Al）形成導線；

④ 重復多層RDL以實現高密度互連。

?凸點（Bump）制作?

?技術類型?：

?焊球凸點?：通過電鍍或植球法形成SnAg/Cu焊球。

?銅柱凸塊（Cu Pillar）?：用于高密度、高性能芯片（如先進處理器）。

?關鍵工藝?：光刻膠圖形化、金屬電鍍、去膠、回流焊。

?晶圓級封裝成型?

?塑封（Molding）?：在晶圓表面覆蓋環氧樹脂，保護芯片并增強機械強度。

?扇出型（Fan-Out WLP）?：將芯片重新布局到更大載體，擴展I/O數量（如蘋果A系列處理器）。

?晶圓切割與測試?

切割封裝后的晶圓為單顆芯片。

電性測試（Probe Test）篩選良品。

?二、關鍵技術分類?

?扇入型（Fan-In WLP）?

I/O引腳在芯片區域內，適用于低引腳數器件（如CIS）。

?扇出型（Fan-Out WLP）?

I/O擴展到芯片外部，支持高密度互連（如移動SoC）。

?3D WLP（TSV集成）?

通過硅通孔（TSV）實現垂直堆疊，提升集成度（如HBM內存）。

?三、核心優勢?

?小型化?：封裝尺寸≈芯片尺寸，適合便攜式設備。

?高密度互連?：RDL技術實現微米級布線精度。

?電性能優化?：短互連路徑降低電阻/電感，提升高頻性能。

?成本效率?：批量處理晶圓，降低單顆芯片封裝成本。

?四、典型應用場景?

?圖像傳感器（CIS）?：如手機攝像頭芯片（索尼/三星）。

?射頻前端模組?：5G/Wi-Fi 6E芯片（Qorvo/Broadcom）。

?MEMS器件?：陀螺儀、壓力傳感器（博世/意法半導體）。

?先進邏輯芯片?：移動處理器、AI加速器（臺積電InFO技術）。

?五、技術挑戰?

?工藝復雜度高?：多層RDL和微凸點需納米級精度。

?熱管理?：高密度封裝易導致局部過熱。

?材料匹配?：介電層與金屬的熱膨脹系數需兼容。

?成本門檻?：設備投資大（如電鍍機、光刻機）。

?六、未來趨勢（2025年視角）?

?異構集成?：結合Chiplet和WLP實現多功能芯片堆疊。

?超薄封裝?：<100μm厚度滿足可穿戴設備需求。

?新材料?：低溫焊接材料、高導熱塑封膠的應用。

總結

晶圓級封裝通過“晶圓級批量處理”和“高密度互連”技術，成為5G、AI、IoT時代的關鍵封裝方案，未來將向三維集成、超薄化方向持續演進。

 先進封裝清洗劑W3100介紹：

半導體封裝清洗劑W3100是合明科技開發具有創新型的中性水基清洗劑，專門設計用于浸沒式的清洗工藝。適用于清洗去除半導體電子器件上的助焊劑殘留物，如引線框架、分立器件、功率模塊、倒裝芯片、攝像頭模組等。本品是PH中性的水基清洗劑，因此具有良好的材料兼容性。

半導體封裝清洗劑W3100的產品特點：

1、本品可以用去離子水稀釋后使用，稀釋后為均勻單相液，應用過程簡單方便。

2、產品PH值呈中性，對鋁、銅、鎳、塑料、標簽等敏感材料上顯示出極好的材料兼容性。

3、不含鹵素，材料環保；氣味清淡，使用液無閃點，使用安全，不需要額外的防爆措施。

4、由于PH中性，減輕污水處理難度。

半導體封裝清洗劑W3100的適用工藝：

水基清洗劑W3100適用于浸沒式的清洗工藝。

半導體封裝清洗劑W3100產品應用：

水基清洗劑W3100是合明科技開發具有創新型的中性水基清洗劑，適用于清洗去除半導體電子器件上的助焊劑殘留物，如引線框架清洗、分立器件清洗、功率模塊清洗、倒裝芯片清洗、攝像頭模組清洗等。本產品PH值呈中性，對鋁、銅、鎳、塑料、標簽等敏感材料上顯示出極好的材料兼容性。