面板级封装，亚智科技再取得重大突破

在先进封装领域，除了FOWLP（fan-out Wafer Level Package）以外，另外还有一个封装模式正在悄然崛起，那就是FOPLP（fan-out Panel Level Package）。
 

SEMICON China 2023展会Manz展位
 
对比于传统封装，FOPLP利用重布层(RDL)技术，使IC的设计更灵活， IC体积缩小，提高了IC的性能并可降低封装成本。即使与FOWLP相比，FOPLP也具备较佳的成本优势。因此，行业普遍认为，FOPLP是未来封装科技发展的重要趋势之一。
 
相关统计也指出，扇出型晶圆级制程面积使用率较低 ( 晶圆面积使用率 <85 %，面板制程面积使用率 >95 %)，因此在加速生产周期及降低成本考虑下，封装技术开发方向已由 FOWLP 转向可在比 300 mm晶圆更大面积的面板 ( 方形面积的载具 )上进行的 FOPLP。具体而言，目前分为两大技术：一是采用 FPD 制程设备为基础；二是以PCB 载板制程为基础。基于这些技术，开发者也希望能推出具备更高生产效益及成本竞争力的产品。
 
作为一家活跃于全球并具有广泛技术组合的高科技设备制造商，Manz 集团又持续投入开发关键电镀设备，并于近日在两大重点技术的攻关上取得重大突破：一是镀铜厚度达100 μm以上，让芯片封装朝着体积轻薄化的演进下仍能使组件具有良好的导电性、电性功能与散热性；二是开发大于5 ASD的高电镀电流密度规格，快速增加镀铜的速度，有效提升整体产能。
 
在亚智科技看来，此次技术突破为需求激增的高电性、高散热性车载芯片提供了最佳生产解决方案，并助力芯片制造商攫取高速成长的车用半导体商机。回顾亚智科技过去多年在面板级封装上的投入，可以看到这是公司十多年深耕后的必然结果。
 
一场始于2010年的探索
 
据Manz集团亚洲区研发部协理李裕正博士介绍，亚智科技在面板级封装上面的探索可以追溯到2010年左右。在早期的发展阶段，公司主要与来自台湾的OSAT合作。但在当时，面板级封装的市场关注度并没有那么高。直到2016年前后，在台积电投入到Wafer Level Package并取得了不错的成绩以后，产业又看中了技术差不多的Panel Level Package的潜力，这又吸引了全球多家厂商加大投入这个市场。
 
Manz集团亚洲区研发部协理李裕正博士在接受集微网采访时，便以汽车芯片为例提到了传统封装技术所面临的问题，和板级封装技术带来的机遇。


Manz集团亚洲区研发部协理李裕正博士

“虽然与WLP相似，但PLP无论是在设备，还是面板尺寸上，在当时都是没有统一标准，这就意味着无论是对设备厂商，还是封装厂商，甚至芯片厂商来说，都是一个风险极高的技术。这就让PLP在中高端的应用上并不成熟。”李裕正博士说。
 
然而，山重水复疑无路。在对面板级探索的过程中，从业者发现这个技术对于中低端应用的拥有极其明显的优势。尤其是在车用器件方面，相对于过往的Wire boding和QFN等传统封装技术，PLP更是优势凸显，这就让PLP应用前景柳暗花明又一村。
 
“在实际应用中，面板级封装的导线线路更短、线路导电性更好，成本也优于BGA和Flip Chip等封装，这就进一步提升其竞争力”，李裕正博士举例说。在意识到这些优势之后，包括亚智科技在内的众多面板级封装供应链从业者正在大力投入这个市场，以推动用PLP在某些应用上取代传统的封装技术。
 
在亚智科技看来，FOPLP技术重点之一为同质、异质多芯片整合，这些芯片通过微细铜重布线路层(RDL) 连结的方式整合在单一封装体中，甚至将整个系统所需的功能芯片一次打包成为单一组件，整合在一个封装体中。
 
面对这些需求，Manz亚智科技在FOPLP方面不仅掌握了RDL工艺中的关键湿法化学工艺、电镀等设备，还提供自动化、精密涂布及激光等工艺设备，从而实现高密度重布线层。全方位FOPLP生产设备解决方案适用于不同尺寸、材料及工艺的生产需求。
 
在2019年，亚智科技就宣布，公司的关键湿法工艺、电镀设备等已成功导入扇出型面板级封装（以下简称FOPLP）新工艺，并交付至客户量产线，实现了 “跨领域”发展。不仅如此，公司还持续与印刷电路板、面板以及集成电路封装厂客户保持紧密合作，以共同发展FOPLP新工艺为目标，结合各自的专业知识，在高新技术迅速发展的背景下，提供具备竞争力的工艺及产品，以一己之力促进产业融合，共同开启“产业共荣之钥“。
 
2022年，亚智科技以优异的设备制程经验以及机电整合能力， 打造了新一代板级封装中的细微铜重布线路层(RDL)生产线，生产面积达业界最大基板尺寸700mm x 700mm，创下板级封装生产效率的新里程碑。
 
作为板级封装RDL工艺的市场领跑者之一，亚智科技从研发515mm x 510mm面板开始，再演进至600mm x 600 mm，再到成功克服面板翘曲而打造700mm x 700mm的业界最大面板生产尺寸。截止到2022年底，亚智科技的面板级封装产品被应用于车载与射频芯片的封装量产，展现了新技术的实力。
 
进入2023年，亚智科技再次实现新的突破。
 
为汽车芯片保驾护航
 
李博士表示：“车用芯片制造商在应用FOPLP封装技术面对电源芯片与模块的铜导线制程挑战时，较高电流密度电镀铜的高均匀性可进一步将产能及良率推升，也可提升电动车系统功率组件效能，强化电动车续航能力并降低环境污染，履行企业社会责任。而国内新能源车市场近期面对降本增效，车用芯片制造商正面临利润下降与设计周期压缩的挑战。”
 
而通过提升制程精细度，亚智科技的FOPLP封装技术能够助长电源管理组件效能。
 
据介绍，FOPLP封裝的RDL技术满足高密度互连所构成的复杂布线规格，解决多芯片与越来越小的组件紧密整合时所需要的更多互连层，透过精密金属连接降低电阻值以提高电气性能。由于电动车市场高速起飞，SiC与IGBT等第三类半导体与高功率、大电流应用的车用芯片大行其道。为了满足大量的电源控制芯片的畅旺需求，Manz的RDL制程解决方案实现精细的图形线路与复杂的薄膜层的制造与管控，提供最小5μm /5μm的线宽与线距的制程规格，让半导体供应链从容面对高密度封装的技术挑战。
 
亚智科技表示，电镀设备是RDL制程中至关重要的环节。而Manz电镀设备除了结合自有前、后段湿制程提供优异的整合方案之外，还能实现整面电镀铜之均匀性达92%的高标准，镀铜厚度可以做到100 μm以上的规格，让组件密度提升与封装架构薄型化，以具有优良的电性与散热性，使用大于5 ASD的高电镀电流密度规格，快速增加镀铜的速度与提升整体产能，采用无治具垂直电镀系统及自动移载系统，驾驭700 x 700 mm基板的行进与移动，有效搭配化学物分析、铜粉添加及化学液添加等模块，有效掌握化学品管理与维持节能减废的优化安排，协助客户达成ESG目标。
 
亚智科技方面强调，除了设备建造外，Manz与客户合作密切，协同开发制程，并打造整合上下游设备整厂生产设备线，形成整厂解决方案(Total Fab Solution)；以最佳制程参数调校的能力，协助IDM、OSAT与半导体代工厂建立完整芯片封装生产线，打造有利的FOPLP商业模式，并进而提升客户在半导体产业链的地位，增加半导体产品的竞争力。
 
瞄准全球车用芯片近年激增需求，亚智科技期望在板级封装FOPLP制程设备的突破，满足客戶進行RDL制程研发与产能最佳化规划，保持阶段性的技术发展与产能扩张所需的弹性配置，成为半导体市场不可或缺的竞争优势。同时，扩大规模量产与成本的优势，凝聚成为一个重要的技术领域，加速FOPLP市场化与商品化的快速成长，以此打造半导体新应用的发展契机。