晶圓級封裝

2026-06-15 09:41:10 優(yōu)尼康

晶圓級封裝測量方案 | 凸點(diǎn)共面性·RDL膜厚·TSV形貌 | 優(yōu)尼康科技

晶圓級封裝全流程測量方案

凸點(diǎn)共面性 · RDL膜厚 · TSV形貌 · UBM力學(xué)

光學(xué)輪廓儀 · 膜厚儀 · XRF分析儀 · 納米壓痕儀 · 臺階儀 · 電阻率儀

針對晶圓級封裝（WLP）、扇出型封裝（Fan-Out）、硅通孔（TSV）、微凸點(diǎn)（μBump）等工藝，提供非接觸式三維形貌、膜厚均勻性、成分分析及力學(xué)性能一站式解決方案。

凸

凸點(diǎn)共面性 Profilm3D光學(xué)輪廓儀快速測量微凸點(diǎn)高度、共面性及陣列均勻性

膜

RDL/介電層膜厚 膜厚儀F20/F50系列精準(zhǔn)監(jiān)控再分布層及鈍化層厚度

析

成分/厚度分析 XRF快速無損測定UBM金屬層成分及厚度

力

微區(qū)力學(xué)性能 納米壓痕儀表征焊點(diǎn)、UBM及填充材料的硬度與模量

申請樣品測試獲取測量方案聯(lián)系我們

晶圓級封裝工藝中的測量痛點(diǎn)

高密度集成、微小尺寸、多層結(jié)構(gòu) — 傳統(tǒng)方法難以滿足

微凸點(diǎn)高度/共面性失控

凸點(diǎn)高度不均導(dǎo)致芯片貼裝虛焊或短路，傳統(tǒng)探針法易損傷且速度慢，需高速非接觸式3D測量。

RDL與介電層膜厚均勻性

再分布層銅/聚酰亞胺厚度波動影響信號完整性，反射膜厚儀需適應(yīng)透明/半透明多層膜結(jié)構(gòu)。

TSV深孔形貌難以表征

硅通孔側(cè)壁角度、底部殘留、深寬比>10:1時，光學(xué)輪廓儀需具備大角度測量能力。

UBM金屬成分/厚度在線監(jiān)控

Ti/Cu/Ni/Au等多層金屬厚度與元素比例偏離會影響焊接可靠性，傳統(tǒng)破壞性分析效率低。

封裝后局部力學(xué)性能未知

微焊點(diǎn)、底部填充膠固化后硬度/模量分布不均，需微納尺度壓痕測試。

晶圓翹曲與應(yīng)力

多層膜沉積和熱處理引起晶圓翹曲，影響光刻對準(zhǔn)和鍵合，需輪廓儀快速獲取面形。

優(yōu)尼康科技晶圓級封裝測量方案 集成光學(xué)輪廓儀、膜厚儀、XRF、納米壓痕儀等設(shè)備，覆蓋從RDL制備、凸點(diǎn)成型到最終測試的全過程，幫助封裝廠提升良率與可靠性。

核心產(chǎn)品矩陣 — 晶圓級封裝專用

針對凸點(diǎn)、RDL、TSV、UBM等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的無損/微損測量

光學(xué)輪廓儀 Profilm3D

非接觸3D形貌白光干涉/共聚焦技術(shù)，垂直分辨率0.1nm。用于微凸點(diǎn)高度、共面性、TSV側(cè)壁角、晶圓翹曲、RDL粗糙度等快速測量。

了解Profilm3D →

膜厚儀系列

光譜反射 F20 / F50 / F54-XY
秒級測量RDL銅層、聚酰亞胺、鈍化層厚度，支持全晶圓Mapping，適用于2.5D/3D封裝中介層。

查看膜厚儀選型 →

XRF分析儀

無損元素/厚度 K系列 / B系列
同時分析UBM中Ti/Cu/Ni/Au/AuSn等成分及厚度，點(diǎn)測或自動Mapping，符合IPC標(biāo)準(zhǔn)。

XRF方案詳情 →

納米壓痕儀

力學(xué)性能 G200X / iMicro
測量微焊點(diǎn)、UBM金屬間化合物、底部填充膠的硬度與模量，評估封裝可靠性。

納米壓痕方案 →

臺階儀 / 電阻率儀

臺階儀驗(yàn)證凸點(diǎn)高度基準(zhǔn)；電阻率儀監(jiān)控金屬層方塊電阻，輔助判斷薄膜均勻性。

臺階儀詳情 →

以上設(shè)備均支持12寸晶圓全自動Mapping，與工廠自動化系統(tǒng)對接。長尾詞：微凸點(diǎn)共面性測量、RDL膜厚均勻性、TSV側(cè)壁角度、UBM成分分析、晶圓級封裝翹曲、納米壓痕焊點(diǎn)測試

封裝測量技術(shù)原理對比

測量技術(shù)	代表設(shè)備	原理	封裝應(yīng)用	核心優(yōu)勢
白光干涉輪廓儀	Profilm3D	低相干光干涉，恢復(fù)表面三維形貌	凸點(diǎn)高度/共面性、TSV形貌、翹曲	非接觸亞納米縱向分辨率大面積拼接
光譜反射膜厚儀	F20/F50/F54	反射光譜干涉擬合厚度與折射率	RDL銅層、聚酰亞胺、鈍化膜厚	毫秒級速度微米級光斑適合在線監(jiān)控
XRF熒光分析	K系列/B系列	X射線激發(fā)元素特征熒光，定厚定成分	UBM多層金屬厚度/成分、焊料組分	無損可測納米級薄膜符合IPC-4552
納米壓痕	G200X/iMicro	連續(xù)記錄載荷-位移曲線，計算硬度/模量	微焊點(diǎn)、IMC層、底部填充膠力學(xué)性能	微區(qū)力學(xué) 薄膜/小體積適用符合ISO 14577
四探針電阻率	R50/R54	四點(diǎn)探針法測量方塊電阻	金屬層均勻性、銅種子層電阻監(jiān)控	快速標(biāo)準(zhǔn)2/4/8/12寸臺

晶圓級封裝測量應(yīng)用實(shí)例

Fan-Out WLP

微凸點(diǎn)共面性及高度均勻性

需求：12寸晶圓上Cu/Sn微凸點(diǎn)高度極差≤3μm

方案：Profilm3D 自動拼接掃描，獲取全晶圓凸點(diǎn)高度分布

結(jié)果：共面性2.1μm，篩選出5%異常凸點(diǎn)，優(yōu)化電鍍工藝

2.5D 中介層

RDL銅層與介電層膜厚監(jiān)控

需求：Cu厚度5±0.2μm，PI厚度3±0.15μm

方案：F50膜厚儀 Mapping 49點(diǎn)，光譜反射擬合

結(jié)果：Cu厚度Cpk 1.33，PI厚度均勻性98.5%

TSV 硅通孔

深孔側(cè)壁角度及底部殘留

需求：孔徑10μm，深100μm，側(cè)壁角度89°±1°

方案：Profilm3D 3D重建 + 角度分析模塊

結(jié)果：側(cè)壁角度88.3°，檢出刻蝕殘留，及時調(diào)整工藝

UBM 成分/厚度

Ti/Cu/Ni/Au多層膜無損分析

需求：Au厚度0.1μm，Ni 3μm，Cu 5μm

方案：Bowman K系列XRF 定量分析 + 厚度軟件

結(jié)果：Au厚度偏差<0.005μm，Ni厚度偏差<0.05μm，符合規(guī)范

常見問題

如何測量晶圓上微凸點(diǎn)的共面性？

推薦使用Profilm3D光學(xué)輪廓儀，采用白光干涉模式，一次掃描獲取數(shù)萬個凸點(diǎn)的高度數(shù)據(jù)，軟件自動計算高度極差、共面性及缺失凸點(diǎn)，速度快且不損傷樣品。

膜厚儀能否測量RDL上的銅層厚度？

可以。F50膜厚儀支持金屬薄膜（如Cu、Al）厚度測量，需配合已知光學(xué)常數(shù)模型。對于不透明金屬，可使用反射光譜結(jié)合Kramer-Kronig關(guān)系擬合，精度可達(dá)±1nm。

XRF分析UBM多層膜時需要破壞樣品嗎？

完全無損。Bowman K系列XRF采用微聚焦X射線光斑，可直接測量晶圓上指定位置的膜厚與成分，無需制樣，且支持自動Mapping。

納米壓痕儀能否測試微焊點(diǎn)的力學(xué)性能？

可以。G200X配置高分辨率位移傳感器和Berkovich壓頭，可定位至直徑>20μm的微焊點(diǎn)，通過連續(xù)剛度測量得到硬度、模量及蠕變性能，適用于可靠性評估。

能否提供晶圓級封裝測量Demo測試？

支持免費(fèi)樣品測試。請將您的封裝晶圓或結(jié)構(gòu)片寄送至優(yōu)尼康實(shí)驗(yàn)室，我們將使用Profilm3D、XRF、膜厚儀等設(shè)備出具詳細(xì)測量報告。聯(lián)系銷售獲取寄送地址。

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