合盾環保設備（上海）有限公司I 廢水蒸發設備制造商
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01
什么是晶圓級封裝？
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晶圓級封裝(Wafer Level Packaging，縮寫WLP)是一種先進的封裝技術，因其具有尺寸小、電性能優良、散熱好、成本低等優勢，近年來發展迅速。根據Verified Market Research 研究數據，晶圓級封裝市場 2020 年為 48.4 億美元，預計到 2028 年將達到 228.3 億美元，從 2021 年到 2028 年的復合年增長率為 21.4%。
02
晶圓級封裝較傳統封裝工藝的優點
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不同于傳統封裝工藝，晶圓級封裝是在芯片還在晶圓上的時候就對芯片進行封裝，保護層可以黏接在晶圓的頂部或底部，然后連接電路，再將晶圓切成單個芯片。
相比于傳統封裝，晶圓級封裝具有以下優點：
1.封裝尺寸小 由于沒有引線、鍵合和塑膠工藝，封裝無需向芯片外擴展，使得WLP的封裝尺寸幾乎等于芯片尺寸。
2.高傳輸速度 與傳統金屬引線產品相比，WLP一般有較短的連接線路，在高效能要求如高頻下，會有較好的表現。
3.高密度連接 WLP可運用數組式連接，芯片和電路板之間連接不限制于芯片四周，提高單位面積的連接密度。
4.生產周期短 WLP從芯片制造到、封裝到成品的整個過程中，中間環節大大減少，生產效率高，周期縮短很多。
5.工藝成本低 WLP是在硅片層面上完成封裝測試的，以批量化的生產方式達到成本最小化的目標。WLP的成本取決于每個硅片上合格芯片的數量，芯片設計尺寸減小和硅片尺寸增大的發展趨勢使得單個器件封裝的成本相應地減少。WLP可充分利用晶圓制造設備，生產設施費用低。
03
晶圓級封裝應用及其相關環保問題
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目前，晶圓級封裝技術已廣泛用于閃速存儲器、EEPROM、高速DRAM、SRAM、LCD驅動器、射頻器件、邏輯器件、電源／電池管理器件和模擬器件(穩壓器、溫度傳感器、控制器、運算放大器、功率放大器)等領域。
隨著應用領域的不斷擴展，半導體產業生產過程中所固有的環境問題越來越突出，半導體制造工藝中，需使用不含任何離子、顆粒、氯或二氧化硅的超純水（Ultra-Pure Water，簡稱UPW）來制造不含任何雜質的半導體，根據資料顯示：每塊 30 厘米長的集成電路板在您的手機中安裝芯片至少需要2,000 加侖的 水才能生產。這是因為每個芯片都需要用超純水 (UPW) 沖洗 - 純水被認為是工業溶劑 - 以去除制造過程中的碎屑(離子、顆粒、二氧化硅等)并防止芯片受到污染. 制造 1,000 加侖的 UPW需要1,400-1,600 加侖的自來水。水資源循環利用已經成為各大半導體晶圓工廠關注的重中之重問題。
以影像傳感芯片晶圓級封裝為例，其生產流程主要如下圖
其中清洗，金屬化，增厚，腐蝕等環節均產生相應的生產廢水。
04
晶圓級封裝廢水成分及處理方法
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由傳感器芯片晶圓級封裝生產流程可知，生產廢水包括高濃度廢液、工件切割廢水、研磨含硅廢水、酸堿廢水、含重金屬 （鎳、鈀、銅、鋅、金）廢水、含氰廢水、含氮廢水和超純化水。工廠會對廢水進行分類收集、分質處理。
高濃度廢液一般委托有資質單位處置；工件切割廢水經處理后回用于生產，濃水與研磨含硅廢水經處理達標后進市政污水管網；酸堿廢水經處理達標后進市政污水管網；含金清洗廢水收集后直接委托有資質單位處理；含氰廢水經精密過濾+陰離子交換器破氰后可回用于漂洗槽；產生的超純化廢水回收到純水制備設備用作制純水用；含氮廢水通過廢水收集池單獨收集后，經廠內物化處理+膜分離濃縮系統+低溫蒸發結晶系統，處理達標后回用，無廢液外排；含重金屬（鎳、鈀、銅、鋅、鈦）廢水分類收集，采用物化處理+高效抗污染膜分離濃縮系統（多介質過濾器+UF 成套+樹脂吸附+RO 系統）+蒸發結晶一體系統處理后全部回用不外排。
含重金屬廢水使用蒸發結晶系統得以實現廢液近零排，企業可在工廠內處理含重金屬廢水，無需受制于排放量約束，產能可大大提高。于此同時，蒸餾水還可回用至產線，減少淡水使用成本。以合盾蒸發結晶一體設備EVCM-250為例，可將含重金屬廢水濃縮至95%-98%，產生的蒸餾水經純水制備后，回用至三級漂洗車間；分離后極少量重金屬廢泥委外處理。企業一般3-6個月即可收回投資成本。項目應用于多家半導體廠家，均通過當地環保驗收，排污總量可控，排口監測數據穩定達標。
05
結語
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隨著半導體需求增長，晶圓級先進封裝技術應用必將擴大，半導體行業使用、處理和管理水資源變得愈加重要。面對這一挑戰，關于廢水再生、減少浪費和提高效率的方案，將持續被關注，合盾環保助力半導體企業評估和改善產品在其整個生命周期內的耗水量和環境影響，在共同實現廢水再生方面發揮主導作用。未來，合盾將攜手半導體企業將從一些老舊廢水處理設備，含重金屬廢水整合到更合理的綜合廢水處理設備，減少重金屬廢水總量，并改善排放水的質量，我們相信科技能夠打造更美好的世界。
