中国领先的晶圆清洗设备制造商盛美半导体近日宣布，推出专为扇出型面板级封装（FOPLP）应用的Ultra C vac-p负压清洗设备。该设备利用负压技术去除晶片结构中的助焊剂残留物，显著提高清洗效率，并为半导体先进封装带来了高效解决方案。
盛美半导体总部位于上海浦东新区张江高科技园区，是一家集研发、设计、制造、销售于一体的半导体设备制造商。公司主要产品包括单晶圆及槽式湿法清洗设备、电镀设备、无应力抛光设备、立式炉管设备、前道涂胶显影设备和PECVD设备。盛美半导体指出，这款设备专为处理有机材料或玻璃材料面板设计，适用于510×515毫米和600×600毫米的面板以及大于7毫米的面板翘曲。目前，已有一家大型中国半导体制造商订购了Ultra C vac-p面板级负压清洗设备，并已于7月运抵客户工厂。
在先进封装过程中，底部填充前消除填充空隙（即清除助焊剂残留物）是关键步骤。盛美半导体表示，由于表面张力和有限的液体渗透力，传统清洗方法在处理小凸起间距（小于40微米）和大尺寸晶片时存在困难。而负压清洗技术能够使清洗液到达狭窄缝隙，有效解决这一问题。传统方法在处理较大晶片单元时可能无法满足需求，而采用负压清洗技术，整个晶片单元甚至中心部位均可得到彻底清洗，从而有效避免残留物对器件性能的影响。
盛美半导体董事长王晖表示，在人工智能、数据中心和自动驾驶汽车的推动下，扇出型面板级封装方法能够提高计算能力、减少延迟并增加频宽。该方法正在迅速成为关键解决方案，将多个晶片、被动器件和互连整合在面板上的单个封装内，提供更高的灵活性、可扩展性和成本效益。
根据研调机构Yole的预测，扇出型面板级封装方法的应用增长速度高于整体扇出市场的增长速度，其市场占比将从2022年的2%上升至2028年的8%，主要动力是成本降低。Yole指出，传统硅晶圆的使用率低于85%，而面板的使用率高于95%。600×600毫米面板的有效面积是300毫米传统硅晶圆有效面积的5.7倍，面板总体成本预计可降低66%。面积利用率提高将带来更高产能、更大的AI晶片设计灵活性以及显著的成本降低。
近年来，英特尔、三星和台积电等众多顶尖具有先进封装能力的晶圆代工厂商纷纷发力FOPLP技术，这也推动了对相关工艺制造设备的需求。
除了Ultra C vac-p负压清洗设备，盛美上海还推出了Ultra ECP ap-p面板级电镀设备。该设备采用盛美上海自主研发的水平式电镀技术，确保面板的良好均匀性和精度。Ultra ECP ap-p面板级电镀设备可加工尺寸高达515×510毫米的面板，同时提供600×600毫米版本，可兼容有机基板和玻璃基板，适用于硅通孔（TSV）填充、铜柱、镍和锡银（SnAg）电镀、焊料凸块以及采用铜、镍、锡银和金电镀层的高密度扇出型（HDFO）产品。
Ultra ECP ap-p面板级电镀设备采用盛美上海自主研发的技术，可精确控制整个面板的电场，适用于各种制造工艺，确保整个面板的电镀效果一致，减少了不同电镀液之间的交叉污染。此外，该设备还采用了卓越的自动化和机械臂技术，以确保整个电镀工艺过程中面板被高效和高质量地传输。自动化程序与传统晶圆处理过程类似，但为了处理更大更重的面板，额外添加了面板翻转机构，以正确定位并转移面板，便于进行面朝下电镀等步骤，确保处理的精确性和高效性。
王晖博士表示：“先进封装对于满足低延迟、高带宽和高性价比半导体芯片的需求越来越重要。扇出型面板级封装能够提供高带宽和高密度的芯片互连，因此具有更大的发展潜力。由于可在更大的矩形面板上重新分配芯片，扇出型面板级封装为封装大型图形处理器（GPU）和高密度高带宽内存（HBM）节约了大量成本。我们的Ultra ECP ap-p面板级水平式电镀设备充分利用我们在传统先进封装的晶圆电镀和铜工艺方面的丰富技术专长，满足市场对扇出型面板级封装不断增长的需求。凭借这项技术，我们能够在面板中实现亚微米级先进封装。”
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