北软失效分析赵⼯半导体⼯程师 2022-02-21 09:55 晶圆级封装(Wafer Level Packaging，缩写WLP)是⼀种先进的封装技术，因其具有尺⼨⼩、电性能优良、散热好、成本低等优势，近年来发展迅速。根据Verified Market Research 研究数据，晶圆级封装市场 2020 年为 48.4 亿美元，预计到 2028 年将达到 228.3 亿美元，从 2021年到 2028 年的复合年增长率为 21.4%。
⼀、晶圆级封装VS传统封装
在传统晶圆封装中，是将成品晶圆切割成单个芯⽚，然后再进⾏黏合封装。不同于传统封装⼯艺，晶圆级封装是在芯⽚还在晶圆上的时候就对芯⽚进⾏封装，保护层可以黏接在晶圆的顶部或底部，然后连接电路，再将晶圆切成单个芯⽚。 相⽐于传统封装，晶圆级封装具有以下优点：
1、封装尺⼨⼩
由于没有引线、键合和塑胶⼯艺，封装⽆需向芯⽚外扩展，使得WLP的封装尺⼨⼏乎等于芯⽚尺⼨。高放废液
2、⾼传输速度
与传统⾦属引线产品相⽐，WLP⼀般有较短的连接线路，在⾼效能要求如⾼频下，会有较好的表现。
3、⾼密度连接
WLP可运⽤数组式连接，芯⽚和电路板之间连接不限制于芯⽚四周，提⾼单位⾯积的连接密度。
4、⽣产周期短
WLP从芯⽚制造到、封装到成品的整个过程中，中间环节⼤⼤减少，⽣产效率⾼，周期缩短很多。
5、⼯艺成本低
中空板封边机
WLP是在硅⽚层⾯上完成封装测试的，以批量化的⽣产⽅式达到成本最⼩化的⽬标。WLP的成本取决于每个硅⽚上合格芯⽚的数量，芯⽚设计尺⼨减⼩和硅⽚尺⼨增⼤的发展趋势使得单个器件封装的成本相应地减少。WLP可充分利⽤晶圆制造设备，⽣产设施费⽤低。
钛合金型材>智能断句⼆、晶圆级封装的⼯艺流程
图 WLP⼯艺流程（点击放⼤查看）
晶圆级封装⼯艺流程如图所⽰：
1、涂覆第⼀层聚合物薄膜，以加强芯⽚的钝化层，起到应⼒缓冲的作⽤。聚合物种类有光敏聚酰亚胺（PI）、苯并环丁烯（BCB）、聚苯并恶唑（PBO）。
2、重布线层（RDL）是对芯⽚的铝/铜焊区位置重新布局，使新焊区满⾜对焊料球最⼩间距的要求，并使新焊区按照阵列排布。光刻胶作为选择性电镀的模板以规划RDL的线路图形，最后湿法蚀刻去除光刻胶和溅射层。 向初
列排布。光刻胶作为选择性电镀的模板以规划RDL的线路图形，最后湿法蚀刻去除光刻胶和溅射层。
3、涂覆第⼆层聚合物薄膜，是圆⽚表⾯平坦化并保护RDL层。在第⼆层聚合物薄膜光刻出新焊区位置。
4、凸点下⾦属层（UBM）采⽤和RDL⼀样的⼯艺流程制作。
5、植球。焊膏和焊料球通过掩膜板进⾏准确定位，将焊料球放置于UBM上，放⼊回流炉中，焊料经回流融化与UBM形成良好的浸润结合，达到良好的焊接效果。
三、晶圆级封装的发展趋势
随着电⼦产品不断升级换代，智能⼿机、5G、AI等新兴市场对封装技术提出了更⾼要求，使得封装技术朝着⾼度集成、三维、超细节距互连等⽅向发展。晶圆级封装技术可以减⼩芯⽚尺⼨、布线长度、焊球间距等，因此可以提⾼集成电路的集成度、处理器的速度等，降低功耗，提⾼可靠性，顺应了电⼦产品⽇益轻薄短⼩、低成本的发展要需求。
晶圆级封装技术要不断降低成本，提⾼可靠性⽔平，扩⼤在⼤型IC⽅⾯的应⽤：
1、通过减少WLP的层数降低⼯艺成本，缩短⼯艺时间，主要是针对I/O少、芯⽚尺⼨⼩的产品。
2、通过新材料应⽤提⾼WLP的性能和可靠度。主要针对I/O多、芯⽚尺⼨⼤的产品。
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