一句话概括
WLP (Wafer-Level Package)，即晶圆级封装，是一种先进的半导体封装技术，它的核心特点是：在制造好的、尚未切割的晶圆上直接进行封装和测试，最后才将晶圆切割成单个独立的芯片。
这与传统封装技术（如先切割晶圆，再对单个芯片进行封装）形成了鲜明对比。
WLP 的工作流程（与传统封装对比）
为了更好地理解，我们先看看传统封装和 WLP 的流程差异：
| 步骤 | 传统封装 | 晶圆级封装 |
|---|---|---|
| 晶圆制造 | 在晶圆上制造出大量裸片 | 在晶圆上制造出大量裸片 |
| 封装 | 切割晶圆成单个裸片 → 对单个裸片进行封装（如贴底座、引线键合、塑封等） | 直接在整片晶圆上进行封装（如再布线层、底部填充、塑封等） |
| 测试 | 封装完成后对单个芯片进行测试 | 封装完成后对整片晶圆进行测试 |
| 切割 | 无需再切割 | 将封装好的晶圆切割成单个独立的 WLP 芯片 |
| 分拣 | 将测试好的芯片分拣 | 将测试好的芯片分拣 |
传统封装是“先切后封”，而 WLP 是“先封后切”。
WLP 的主要特点和优势
WLP 技术之所以备受青睐,主要得益于其独特的优势：
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尺寸小、厚度薄
- 尺寸小：WLP 的封装尺寸几乎等于裸片本身的大小，没有传统封装的“封装体”部分,因此可以实现极高的封装密度。
- 厚度薄：整个封装过程在晶圆表面进行，所以最终产品的厚度可以做到非常薄，通常小于 1 毫米,非常适合空间受限的设备。
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优异的电学性能
- 由于封装引脚（称为 Solder Balls，焊球）直接制作在芯片表面，并且距离极近,信号传输路径非常短。
- 这大大减小了电感和寄生电容，从而提高了信号传输速度和频率,降低了功耗。
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极高的生产效率和低成本
- 批量处理：WLP 是在整片晶圆上同时进行封装和测试，而不是一个一个地处理,生产效率极高。
- 减少工序：省去了传统封装中单芯片操作、引线键合等复杂步骤,简化了流程。
- 成本效益：虽然前期设备投入高，但由于高效率和材料利用率（如晶圆边缘的浪费更少）,单位芯片的封装成本可以做到非常低。
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优良的散热性能
（图片来源网络，侵删）芯片产生的热量可以直接通过焊球和封装基板快速传导出去，散热路径短,散热效率高。
WLP 的主要缺点和挑战
尽管优势明显，WLP 也有其固有的挑战：
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应力问题
- 封装材料和芯片材料的热膨胀系数不同，在温度变化时会产生应力，可能导致芯片损坏,特别是对于较大的芯片。
- 解决方案：通常会采用 Redistribution Layer (RDL)，即再布线层，来重新分布焊球的位置，缓解应力,并连接到芯片的焊盘上。
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测试和修复困难
由于焊球在芯片底部，封装后很难像传统封装那样进行直接的功能测试和修复（如激光修复），测试和修复必须在封装前的晶圆级进行,对测试设备要求高。
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对尺寸和重量敏感
由于没有传统封装的“保护体”，WLP 芯片非常薄且脆弱，在后续的电路板组装和贴片过程中容易受到应力影响而损坏,需要特殊的工艺和设备。
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I/O 数量限制
对于需要大量 I/O（输入/输出引脚）的复杂芯片,在有限的芯片面积内布置足够多的焊球是一个挑战。
WLP 的主要类型
为了克服上述挑战，WLP 技术也发展出了多种形式：
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标准 WLP
- 最基础的 WLP，焊球直接制作在芯片的 I/O 焊盘上。
- 缺点：I/O 数量受限于芯片尺寸，且芯片尺寸必须大于封装尺寸（因为有边缘环）。
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扇入型 WLP
- 焊球直接分布在芯片表面的 I/O 焊盘之间（“扇入”到芯片内部）。
- 优点：封装尺寸最小,接近芯片尺寸。
- 缺点：I/O 数量仍然受限于芯片尺寸，不适合高 I/O 数的芯片。
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扇出型 WLP
- 这是目前最主流和最具发展前景的 WLP 技术。
- 流程：在芯片周围先塑封一层树脂，然后在树脂上制作 RDL（再布线层），最后在 RDL 上布置焊球。
- 优点：
- I/O 数量多：焊球可以分布在芯片外部的 RDL 上，大大增加了 I/O 数量。
- 尺寸更灵活：芯片尺寸可以小于封装尺寸。
- 性能更好：RDL 层可以优化信号和电源分配。
- 代表厂商：TSMC 的 InFO (Integrated Fan-Out) 技术，苹果 A 系列处理器大量采用此技术封装。
应用领域
由于其小尺寸、高性能和低成本的特点，WLP 技术被广泛应用于各种消费电子产品和移动设备中：
- 智能手机和平板电脑：处理器、射频模块、传感器、电源管理芯片等。
- 可穿戴设备：智能手表、无线耳机、健康监测设备等,对尺寸和功耗要求极高。
- 物联网 设备：各种智能传感器和微型控制器。
- 其他：数码相机、内存卡、Wi-Fi/蓝牙模块等。
WLP (晶圆级封装) 是一项革命性的封装技术，它通过“先封后切”的流程，实现了更小、更薄、更快、更便宜的芯片封装，虽然在应力、测试和 I/O 数量方面存在挑战，但以 扇出型 WLP 为代表的技术演进正在不断克服这些困难，使其成为推动移动设备和物联网小型化、高性能化的关键技术之一，可以说，现代智能手机内部的大部分芯片，都或多或少地应用了 WLP 技术。
