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RDL 重布线(Redistribution Layer)工艺

最小线宽线距 5/5μm、最多 4 层铜布线,PI / BCB 介质层可选,与 UBM、凸块同线配套,服务扇出型封装、WLP 与 2.5D 转接板项目。

服务介绍

RDL(重布线层)在晶圆表面重新排布 I/O 焊盘位置:把芯片周边的细间距焊盘扇出(fan-out)为适合凸块或焊球的阵列,或在转接板上实现裸片之间的高密度互连。它是扇出型封装、晶圆级封装(WLP)与 2.5D 封装的基础工艺,详见 RDL / 凸块先进封装方案。

我们提供最小线宽线距 5/5μm、最多 4 层铜布线能力,介质可选 PI 或 BCB;与 UBM、凸块同线配套可一次交付,减少界面污染;介质工艺细节见 聚酰亚胺(PI)加工,配套掩膜可自制。

RDL 再布线铜走线由焊盘扇出(显微镜下)

最小线宽线距 5/5μm、最多 4 层铜布线,与凸块同线配套

应用场景

扇出型 WLP

单芯片 I/O 扇出重排,无基板、薄型化,移动终端与电源管理芯片的主流封装形态。

多芯片扇出 / Chiplet

多裸片重构晶圆上做多层 RDL 互连,是 2.5D/3D Chiplet 的低成本路线,详见 CoWoS / 2.5D Chiplet 方案。

转接板与科研原型

硅 / 玻璃衬底上定制 RDL 图形,支持科研小批量验证,一片起做,配套光刻工艺灵活排产。

射频 / 毫米波

低介损介质与受控阻抗布线,适合射频与毫米波模块的高密度互连与无源集成。

电源管理

多层铜布线实现电源与地平面,降低阻抗与压降,适配电源管理芯片与高电流封装。

玻璃转接板 / TGV

玻璃衬底 CTE 匹配与高频性能有优势,配合 TGV 可构成完整转接板方案,衬底可选玻璃衬底 / TGV。

能力介绍

RDL 与凸块通常同线连续完成,避免中间转运带来的污染与氧化。标准配套流程为:

① 介质层涂布与图形化

旋涂 PI / BCB → 软烘 → 曝光显影开出焊盘窗口 → 固化。

② 种子层与电镀铜

PVD 沉积 Ti/Cu 种子层 → 厚胶光刻 → 电镀铜布线 → 去胶刻种子层。

③ 多层堆叠

重复「介质 + 布线」循环实现 2–4 层 RDL,层间 via 对位精度逐层监控。

④ UBM 与凸块

表层介质开窗后沉积 UBM,电镀焊球 / 铜柱凸块,详见 凸块与 UBM 工艺。

SAP 原理、多层堆叠与集成无源

半加成(SAP)工艺

  • 先溅射薄 Cu 种子层(含 Ti/TiW 附着层),再以厚光刻胶定义布线模具;
  • 电镀铜填充模具后去胶,只腐蚀薄种子层,得到近矩形截面与更细线宽;
  • 线宽分辨率主要由光刻决定而非腐蚀各向同性,因此适合精细 RDL;
  • 种子层腐蚀需在「去净」与「少侧蚀」之间平衡,以电性隔离测试与剖面监控把关。

多层堆叠与集成无源

  • 每层循环:聚合物介质涂覆固化 → via 光刻开孔 → 种子溅射 → 光刻胶模具 → 电镀 → 去胶 → 蚀种子;
  • 多层可实现电源/地平面、信号逃布与受控阻抗差分对布线;
  • 层间对准与 via 链连续性逐层验证,保证 1000 via 链高良率;
  • 可在层内集成无源器件(电容、电感、电阻),用于射频与电源管理。
RDL 电镀铜与多层布线示意

线宽、层间对准与 via 链连续性数据随批交付

半加成(SAP)工艺

先溅射薄 Cu 种子层(含 Ti/TiW 附着层),再以厚光刻胶定义布线模具;电镀铜填充模具后去胶,仅腐蚀薄种子层,得到近矩形截面与更细线宽。

参数规格

线宽线距与层数能力

参数项能力范围备注
最小线宽 / 线距(L/S)5 / 5 μm常规项目 10/10 μm 良率更稳
布线层数1 – 4 层层间 via 互连
铜厚3 – 10 μm电镀加厚,按电流载流需求设计
介质层厚度5 – 15 μm / 层PI 或 BCB,固化后实测
晶圆尺寸4 – 12 英寸玻璃 / 硅 / 化合物衬底均可
线宽均匀性片内 ±1 μm随批提供 CD 检测数据
配套掩膜可由我方制作详见 光刻掩膜版

介质层选型:PI 与 BCB

对比项聚酰亚胺(PI)苯并环丁烯(BCB)
介电常数(约)3.2 – 3.52.65
吸水率较高(1–3%)低(<0.3%)
固化温度300 – 400 ℃250 ℃ 左右
典型优势工艺成熟、成本低、韧性好低介损、低应力、高频性能优
典型场景常规扇出、WLP、应力缓冲层射频 / 毫米波、多层高密度 RDL

PI 涂布、固化与图形化能力的细节见 聚酰亚胺(PI)加工工艺。

RDL 质量指标(SAP 半加成工艺)

项目目标 / 典型值量测方法
线宽 / 线距2/2μm(单层,按项目评估);常规 5/5μmCD-SEM / 顶视 SEM
铜厚(线内)目标值 ±5%(1σ)轮廓仪 / 剖面 SEM
层间对准< 2μm(逐层)游标 / 套刻标记
via 链电阻< 1 Ω / 1000 via菊花链四探针
种子层侧蚀< 0.5μm / 侧剖面 SEM
介质厚度均匀性片内 ±5%(1σ)光谱反射
开孔 CD目标值 ±2μm光学显微 / SEM

设备与工艺装备

按介质、布线、电镀与检测环节配置对应设备,仅列类别与用途,不涉及具体品牌:

设备类别典型配置用途
涂布与固化设备匀胶机 / 热板 / 氮气固化炉PI / BCB 介质涂布与固化
光刻与显影设备光刻机 / 显影设备介质开孔与布线模具图形化
种子层沉积设备PVD 溅射台Ti/Cu 种子层与附着层沉积
电镀与刻蚀设备电镀铜设备 / 去种子层刻蚀设备铜布线电镀成型与种子层去除
量测设备CD-SEM / 轮廓仪 / 光谱反射 / 四探针线宽、铜厚、介质厚度与 via 链电性

实际案例

扇出封装

多层 RDL + UBM 凸块同线交付

移动终端扇出封装项目,采用两层铜布线 RDL 与 UBM、焊球凸块同线完成,一次光刻一套交付。

层间对准与 via 链连续性经逐层验证,减少中间转运污染。

高频应用

BCB 介质高频 RDL

射频模块项目采用 BCB 低介损介质与受控阻抗差分对布线,兼顾高频性能与多层密度。

介质厚度均匀性与线宽控制满足高频布线要求。

转接板

玻璃衬底 RDL 定制

玻璃转接板项目在衬底上定制 RDL 图形,配套 TGV 与凸块工艺,支持科研小批量一片起做。

玻璃衬底 RDL 图形与开孔精度经检测确认,衔接后续 TGV。

常见问题

5/5μm 线宽线距和 10/10μm 报价差别大吗?
有明显差别:细线宽对光刻与电镀控制要求更高,良率爬坡成本也更高。若结构允许,建议优先按 10/10μm 设计,评估阶段我们会给出两档报价。
RDL 可以做在玻璃衬底上吗?
可以,玻璃衬底 CTE 匹配与高频性能有优势,配合 TGV 可构成完整转接板方案。衬底可选我方玻璃衬底 / TGV产品,也可来料加工。
PI 和 BCB 怎么选?
常规数字 / 电源类扇出选 PI,成本低且应力缓冲好;射频、毫米波或吸水率敏感的应用选 BCB。拿不准时把频率、温度与可靠性要求发给工程师,24h 内给出建议。
可以只做 RDL 不做凸块吗?
可以。RDL、UBM、凸块各环节可拆分委托,但若后续还要做凸块,建议至少 UBM 与 RDL 同线完成,减少界面污染风险。
半加成(SAP)和传统减成法有什么区别?
减成法是先镀满金属再光刻、腐蚀去除多余部分,腐蚀的各向同性会使线宽受金属厚度限制并带来线宽损失;半加成法先溅射薄种子层、用光刻胶模具定义图形、把铜电镀进模具,再去胶并只腐蚀薄种子层,因而能得到接近矩形的截面、更细的线宽/线距与更低的线路电阻,是精细 RDL 的主流做法。
能做几层 RDL?
常规排产 1–4 层铜布线,面向高密度需求的项目可评估扩展至约 5 层(层间以聚合物介质的 via 互连,累积介质厚度相应增加)。层数、线宽与介质类型会互相牵制,工程师按布线密度与热预算给出建议。
RDL 层里能集成无源器件吗?
可以。可在 RDL 金属层与介质之间集成电容、电感、电阻等无源器件(IPD),减少外挂元件、缩短互连并改善高频性能,常用于射频与电源管理场景;具体图形与容值/感值按版图评估。
能做在多大尺寸的晶圆上?
支持 4–12 英寸,玻璃、硅与化合物衬底均可。衬底可来料加工,也可选用我方衬底产品;不同衬底在翘曲与热膨胀匹配上会有差异,工程师会按版图与叠构给出建议。
铜厚和介质厚度能到多少?
铜厚 3–10μm,按电流载流需求用电镀加厚;介质层 PI 或 BCB 每层 5–15μm(固化后实测)。厚度会影响线宽与翘曲,工程师按布线密度与载流要求给出叠构建议。
RDL 的良率怎么验证?
按质量指标逐项量测:线宽线距用 CD-SEM、铜厚用轮廓仪/剖面 SEM、层间对准用套刻标记、via 链连续性用菊花链四探针(< 1Ω / 1000 via),关键数据随批交付,便于放行判定。

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