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(yōu)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(tǒng)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(huán)節(jié)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(fā)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(qū)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(tǒng)封裝（切割后再封裝）相比，具有體積小、成本低、性能優(yōu)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(huán)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(qū)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(yōu)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(yōu)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(zhàn)?

?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(xù)演進。

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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：

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