2022年11月17日,江蘇中科智芯先進(jìn)封裝研究院（API）正式揭牌成立，研究院將聚焦在半導(dǎo)體高端封裝互連技術(shù)、晶圓級扇出型封裝（Fanout WLP）和扇出系統(tǒng)集成（FO SiP）、高端測試技術(shù)等領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)。突破當(dāng)前晶圓級先進(jìn)封裝及其相關(guān)芯片的技術(shù)瓶頸，特別是解決從獨立自主技術(shù)到規(guī)?；慨a(chǎn)的關(guān)鍵問題，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可產(chǎn)業(yè)化特色的晶圓級封裝測試技術(shù)。并對封裝工藝、可靠性、產(chǎn)品失效分析等問題進(jìn)行攻關(guān)，全面掌握關(guān)鍵性技術(shù)，并進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化；同時在人才培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等方面積攢經(jīng)驗，推動中科智芯立足集成電路封測行業(yè)創(chuàng)新研發(fā)新動力,保持在國內(nèi)先進(jìn)封裝的科技創(chuàng)新這一賽道處于第一方陣，提高我國IC封測產(chǎn)業(yè)在國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局中的話語權(quán)和地位。

晶圓級扇出型封裝研發(fā)工作主要聚焦在Chip First & Face Up or Down封裝，包括封裝結(jié)構(gòu)驗證、高溫工藝導(dǎo)致晶圓翹曲、晶圓形貌與重布線結(jié)構(gòu)的內(nèi)在關(guān)系等,并充分利用模擬仿真與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗證。通過扇出包封芯片的幾何尺寸與塑封料的物理特性等因素的影響,優(yōu)化重布線工藝與薄膜應(yīng)力分布。

我們的研究成果表明晶圓級扇出封裝結(jié)構(gòu)中,固態(tài)顆粒狀環(huán)氧塑封樹脂比液體狀態(tài)更適合做扇出塑封材料。塑封料的熱膨脹系數(shù)對晶圓翹曲行為有顯著影響,主要原因是封裝結(jié)構(gòu)中不同材料之間的熱膨脹系數(shù)不匹配,楊氏模量決定材料的剛性；封裝結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)是重要的影響因子,比如芯片厚度與晶圓翹曲程度成反比、環(huán)氧樹脂層的厚度與芯片封裝之面積則與晶圓翹曲成正比、在z軸方向芯片之上的額外塑封層厚度（Mold Cap）對于晶圓翹曲影響最為明顯；此外，晶圓內(nèi)在芯片外圍與晶圓邊緣處是主要應(yīng)力集中區(qū)域、在重布線密集和上下層互連等區(qū)域的應(yīng)力集中也比較大。

封裝芯片厚度對于晶圓翹曲的影響程度大致可以總結(jié)為：

（1）薄芯片封裝：芯片厚度＞塑封樹脂厚度＞芯片在扇出封裝體內(nèi)面積比；

（2）厚芯片封裝：塑封樹脂厚度＞芯片厚度＞芯片在扇出封裝體內(nèi)面積比。

封裝的幾何結(jié)構(gòu)也對封裝質(zhì)量有重要影響，額外的塑封層厚度隨著其厚度變小與芯片相比的占比降低,如此工藝也可以用來改善晶圓翹曲程度。

展望未來，中科智芯在先進(jìn)封裝FOWLP、Bumping、WLCSP、FCCSP/FCBGA、HD（High Density）FO, 2.5D/3D IC、FO SiP、Chiplet PKG等高端封測領(lǐng)域，不斷進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，并及時推出量產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)品方案，打造國際一流的封測企業(yè)。

審核編輯黃宇