半導體先進封裝技術是后摩爾時代突破芯片性能瓶頸的關鍵手段，其核心在于通過高密度互連、異構集成等方式提升系統性能。以下是當前成熟的先進封裝工藝詳解：

一、核心工藝要素

1. Bump（凸點）
   通過電鍍或化學沉積在芯片表面形成金屬凸點（如銅柱或錫球），作為垂直互連的物理支撐和電信號通道。倒裝芯片（FC）工藝中，凸點間距可縮小至40μm以下，實現高密度互連。

2. RDL（再布線層）
   利用光刻、電鍍等工藝在晶圓表面重新布線，將芯片邊緣的I/O觸點重分布到更廣區域。扇出型封裝（Fan-Out）通過RDL實現多芯片集成，布線密度可達2μm線寬/間距。

3. TSV（硅通孔）
   在硅中介層或芯片內部垂直穿孔并填充導電材料（如銅），實現3D堆疊的Z軸互連。2.5D封裝中TSV用于連接芯片與硅中介層，3D封裝則直接穿透芯片堆疊。

4. Wafer（晶圓級封裝）
   直接在晶圓上進行封裝加工，包括Fan-In WLP（芯片尺寸封裝）和Fan-Out WLP（擴展型封裝）。典型流程包含光刻、濺射、電鍍等前道工藝，加工效率比傳統封裝提升30%以上。

二、主流封裝技術詳解

1. 倒裝焊（Flip-Chip）

• 流程：晶圓凸塊制作→芯片倒置焊接至基板→底部填充膠加固。

• 優勢：相比引線鍵合，互連路徑縮短80%，信號延遲降低至皮秒級，適用于CPU/GPU等高性能芯片。

2. **扇出型封裝（Fan-Out）

• 技術分支：

• Fan-In WLP：直接在芯片表面布線，封裝尺寸等于芯片尺寸，用于移動設備傳感器。

• Fan-Out WLP：通過環氧塑封料（EMC）擴展布線區域，支持多芯片異構集成，I/O密度可達1000+個。

3. 2.5D/3D封裝

• 2.5D技術：使用硅/玻璃/有機中介層橫向集成多芯片。硅中介層布線密度最高（0.8μm線寬），但成本是玻璃中介層的3倍；有機中介層成本低但需配合面板級封裝（FOPLP）提升良率。

• 3D技術：基于TSV和混合鍵合（Hybrid Bonding）垂直堆疊DRAM/HBM，鍵合間距可縮小至3μm，帶寬達1TB/s。

4. 系統級封裝（SiP）

集成處理器、存儲器、射頻模塊等異構芯片，采用引線鍵合/倒裝焊混合工藝。蘋果Watch系列通過SiP將系統體積縮小60%，開發周期比SoC縮短9個月。

三、關鍵材料與工藝創新

1. 中介層材料對比

   材料類型	線寬能力	熱膨脹系數（CTE）	成本	應用場景
   硅中介層	≤0.8μm	2.6 ppm/℃	高	HPC/GPU
   玻璃中介層	≤2μm	可調至3-7 ppm/℃	中	射頻模塊
   有機中介層	≥5μm	15-20 ppm/℃	低	物聯網芯片
   （數據來源：）

2. 混合鍵合技術
   采用Cu-Cu直接鍵合與SiO?介質層結合，實現≤5μm間距的芯片堆疊。英特爾Foveros技術通過晶圓級混合鍵合（W2W）使互連密度提升10倍，功耗降低40%。

四、發展趨勢

1. Chiplet異構集成
   將大尺寸SoC拆分為多個小芯粒（Chiplet），采用5nm邏輯芯粒+28nm I/O芯粒組合，成本比單片集成降低35%。

2. 面板級封裝（PLP）
   使用610mm×457mm面板替代300mm晶圓，材料利用率從85%提升至95%，成本降低60%。

如需更完整的工藝流程圖或特定技術參數，可參考等來源的技術白皮書。

半導體先進封裝技術是后摩爾時代突破芯片性能瓶頸的關鍵手段，其核心在于通過高密度互連、異構集成等方式提升系統性能。以下是當前成熟的先進封裝工藝詳解：

一、核心工藝要素

1. Bump（凸點）
   通過電鍍或化學沉積在芯片表面形成金屬凸點（如銅柱或錫球），作為垂直互連的物理支撐和電信號通道。倒裝芯片（FC）工藝中，凸點間距可縮小至40μm以下，實現高密度互連。

2. RDL（再布線層）
   利用光刻、電鍍等工藝在晶圓表面重新布線，將芯片邊緣的I/O觸點重分布到更廣區域。扇出型封裝（Fan-Out）通過RDL實現多芯片集成，布線密度可達2μm線寬/間距。

3. TSV（硅通孔）
   在硅中介層或芯片內部垂直穿孔并填充導電材料（如銅），實現3D堆疊的Z軸互連。2.5D封裝中TSV用于連接芯片與硅中介層，3D封裝則直接穿透芯片堆疊。

4. Wafer（晶圓級封裝）
   直接在晶圓上進行封裝加工，包括Fan-In WLP（芯片尺寸封裝）和Fan-Out WLP（擴展型封裝）。典型流程包含光刻、濺射、電鍍等前道工藝，加工效率比傳統封裝提升30%以上。

二、主流封裝技術詳解

1. 倒裝焊（Flip-Chip）

• 流程：晶圓凸塊制作→芯片倒置焊接至基板→底部填充膠加固。

• 優勢：相比引線鍵合，互連路徑縮短80%，信號延遲降低至皮秒級，適用于CPU/GPU等高性能芯片。

2. **扇出型封裝（Fan-Out）

• 技術分支：

• Fan-In WLP：直接在芯片表面布線，封裝尺寸等于芯片尺寸，用于移動設備傳感器。

• Fan-Out WLP：通過環氧塑封料（EMC）擴展布線區域，支持多芯片異構集成，I/O密度可達1000+個。

3. 2.5D/3D封裝

• 2.5D技術：使用硅/玻璃/有機中介層橫向集成多芯片。硅中介層布線密度最高（0.8μm線寬），但成本是玻璃中介層的3倍；有機中介層成本低但需配合面板級封裝（FOPLP）提升良率。

• 3D技術：基于TSV和混合鍵合（Hybrid Bonding）垂直堆疊DRAM/HBM，鍵合間距可縮小至3μm，帶寬達1TB/s。

4. 系統級封裝（SiP）

集成處理器、存儲器、射頻模塊等異構芯片，采用引線鍵合/倒裝焊混合工藝。蘋果Watch系列通過SiP將系統體積縮小60%，開發周期比SoC縮短9個月。

三、關鍵材料與工藝創新

1. 中介層材料對比

   材料類型	線寬能力	熱膨脹系數（CTE）	成本	應用場景
   硅中介層	≤0.8μm	2.6 ppm/℃	高	HPC/GPU
   玻璃中介層	≤2μm	可調至3-7 ppm/℃	中	射頻模塊
   有機中介層	≥5μm	15-20 ppm/℃	低	物聯網芯片
   （數據來源：）

2. 混合鍵合技術
   采用Cu-Cu直接鍵合與SiO?介質層結合，實現≤5μm間距的芯片堆疊。英特爾Foveros技術通過晶圓級混合鍵合（W2W）使互連密度提升10倍，功耗降低40%。

四、發展趨勢

1. Chiplet異構集成
   將大尺寸SoC拆分為多個小芯粒（Chiplet），采用5nm邏輯芯粒+28nm I/O芯粒組合，成本比單片集成降低35%。

2. 面板級封裝（PLP）
   使用610mm×457mm面板替代300mm晶圓，材料利用率從85%提升至95%，成本降低60%。

如需更完整的工藝流程圖或特定技術參數，可參考等來源的技術白皮書。

先進芯片封裝清洗介紹

·         合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

·         水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

·         污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

·         這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

·         合明科技運用自身原創的產品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。