半導體封裝清洗設備是半導體制造產業鏈中的關鍵工藝設備，主要用于去除封裝過程中產生的助焊劑殘留、顆粒污染物、有機物及金屬雜質等，確保芯片、基板或晶圓傳輸容器（如FOUP）的表面潔凈度，從而提升產品可靠性和良率。其技術發展與封裝工藝的進步緊密相關，尤其在封裝（如CSP、WLP、SiP、Chiplet等）中扮演重要角色。

一、核心功能與技術原理

清洗對象

芯片與封裝基板：如倒裝芯片（FC）、扇出型封裝（Fan-out）、系統級封裝（SiP）等制程后的助焊劑、焊料殘留清洗。

晶圓傳輸容器：FOUP（前開式晶圓盒）、FOSB等容器的清潔，避免污染晶圓。

PCBA與載板：封裝基板的焊接后殘留物清洗，常見于汽車電子、醫療電子等領域。

技術原理

化學濕法清洗：通過酸性或堿性清洗液溶解污染物，配合DI水漂洗和干燥工藝，適用于大體積污染物去除。

噴淋清洗：高壓噴淋實現均勻覆蓋，可滲透至芯片底部間隙（如CSP封裝），效率高且易于自動化。

超聲波清洗：利用空化效應剝離微小顆粒，常用于精密部件（如晶圓盒縫隙）。

等離子清洗：通過等離子體轟擊去除有機污染物，適用于表面活化或超精密清潔需求。

二、典型設備與工藝流程

在線式清洗機（如FC700系列）

3段以上清洗+漂洗設計，確保污染物清除；

PLC控制噴淋壓力、流量及溫度，兼容不同封裝工藝需求；

電阻率在線監測，保證DI水純度（通常≥10MΩ·cm）。

工藝步驟：預洗→主清洗（化學液噴淋）→DI水漂洗→熱風干燥→風刀切水。

技術特點：

應用：CSP、WLP等倒裝芯片封裝后的助焊劑清洗，處理速度可達每小時數百片。

晶圓盒清洗設備

雙流體旋轉噴射技術，實現360°清洗；

干燥系統，避免二次污染（如AMC吸附）；

符合SEMI標準，支持自動化傳輸（如機械臂對接）。

技術亮點：

應用：FOUP/FOSB清洗，防止晶圓在傳輸過程中被污染。

PCBA清洗設備

工藝：化學清洗+漂洗+烘干一體化，適用于封裝基板（如IC載板）的焊后殘留物去除。

特點：304不銹鋼機身耐腐蝕，四把風刀+紅外干燥提升效率，廢水中性化處理。

三、行業趨勢與挑戰

技術發展趨勢

高精度清潔：面向Chiplet、3D IC等封裝，需去除＜10nm顆粒及微量污染物；

綠色化：推廣無氟環保清洗液（如檸檬酸、生物酶），減少化學污染；

智能化：AI算法優化清洗參數（如時間、溫度），降低耗材消耗；

集成化：與封裝設備聯動（如在線聯機清洗），提升產線效率。

面臨的挑戰

污染物復雜化：新型封裝材料（如低溫焊料、臨時鍵合膠）對清洗液匹配要求更高；

成本壓力：高純度DI水、化學液消耗及廢液處理成本占比顯著；

設備兼容性：需適應多樣化封裝工藝（如FC、WLP、SIP）的差異化需求。

半導體封裝清洗設備是保障封裝良率與產品可靠性的核心工具，其技術發展需平衡清潔效果、生產效率與環保要求。未來，隨著封裝技術的普及（如系統級封裝SiP、晶圓級封裝WLP），清洗設備將向更高精度、智能化和綠色化方向演進，同時需關注新材料兼容性與成本優化。企業可結合自身需求，選擇適配的清洗方案（如在線噴淋式、超聲波式或等離子式），并定期維護設備以確保長期穩定性。