晶圆级封装工艺过程示意图及优缺点介绍

有人又将其称为圆片级-芯片尺寸封装（WLP-CSP），以晶圆圆片为加工对象，在晶圆上封装芯片。晶圆封装中最关键的工艺为晶圆键合，即是通过化学或物理的方法将两片晶圆结合在一起，以达到密封效果。如下图为一种典型的晶圆级封装结构示意图。晶圆上的器件通过晶圆键合一次完成封装，故而可以有效减小封装过程中对器件造成的损坏。

图1 晶圆级封装工艺过程示意图

1 晶圆封装的优点

1）封装加工效率高，它以圆片形式的批量生产工艺进行制造，一次完成整个晶圆芯片的封装大大提高了封装效率。

2）具有倒装芯片封装的优点，即轻，薄，短，小。封装尺寸接近芯片尺寸，同时也没有管壳的高度限制。

3）封装芯片在IC设计阶段和封装设计可以统一考虑，同时进行，这将提高设计效率，减少设计费用。

4）设备可以充分利用圆片的制造设备，无需再进行后端芯片封装产线建设。

5） 从芯片制造，封装到产生交付用户的整个过程中，中间环节大大减少，周期缩短很多，这必将带来成本的降低。

6） 封装成本与每个圆片商的芯片数量密切相关，圆片商芯片数量越多，封装成本越低，是真正意义上的批量芯片封装技术。

7） 封装尺寸小，引线短，带来更好的电学性能。

2 晶圆封装的缺点

1）封装时同时对晶圆商所有芯片进行封装，不论时好的芯片或坏的芯片都将被封装，因此在晶圆制作的良率不够高时，就会带来多余的封装成本和测试的时间浪费。

2）在切割成单芯片时，封装结构或者材料影响划片效率和划片成品率

2 晶圆封装的工艺

目前晶圆键合工艺技术可分为两大类：一类是键合双方不需要介质层，直接键合，例如阳极键合；另一类需要介质层，例如金属键合。如下图2的键合工艺分类

图2 晶圆键合工艺分类

编辑：hfy