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水平电镀取得量产订单 美商ACM Research三款设备布局面板级封装

  • 尤嘉禾台北

面板级先进封装电镀设备。美商ACM Research
面板级先进封装电镀设备。美商ACM Research

AI芯片、高效能运算与小芯片(Chiplet)架构持续推升封装面积,300mm圆形晶圆在材料利用率与产能规划上的限制也随之浮现。Yole数据显示,2025年全球先进封装市场营收成长17.8%,主要由生成式AI与高效能运算推动。细分至面板级封装,Yole预估,2025年全球市场营收约3亿美元,2031年可望成长至30亿美元,6年成长10倍,年复合成长率约46.8%。以600×600mm面板为例,有效面积可达300mm硅片的5.7倍,材料利用率逾95%,300mm硅片则低于85%。

TrendForce指出,台积电CoPoS以310×310mm为主要规格,2026年进入设备与材料验证期,预计2027年试产、2028下半年进入量产。目前面板级封装仍有多种尺寸与基板材料并行,量产设备须兼顾材料兼容性、翘曲、大面积均匀性与稳定度。美商ACM Research已完成电镀、负压清洗与边缘蚀刻三款面板级设备布局,其中Ultra ECP ap-p近期取得量产设备订单与新客户评估订单,Ultra C vac-p也已完成全球客户出货。

面板级先进封装负压清洗设备。美商ACM Research

面板级先进封装负压清洗设备。美商ACM Research

面板级边缘湿法刻蚀设备。美商ACM Research

面板级边缘湿法刻蚀设备。美商ACM Research

延伸湿制程与电镀技术  回应大尺寸面板量产需求

面板级封装并非单纯放大晶圆制程,方形基板的电场分布、翘曲程度、药液流动与搬运方式均与圆形晶圆不同,因此设备必须保留尺寸与材料配置的弹性,既有晶圆级制程参数难以直接沿用。面板面积增加后,局部膜厚差异、助焊剂残留与边缘残铜的影响随之放大,设备还要兼顾洁净度与制程重复性。

美商ACM Research于1998年在美国硅谷创立,长年投入晶圆清洗、湿制程与电化学电镀设备开发。近年,美商ACM Research将既有能力延伸至面板级规格。Ultra ECP ap-p负责铜、镍、锡银与金等金属沉积,Ultra C vac-p处理凸点与小芯片周围的助焊剂残留,Ultra C bev-p则去除面板边缘多余金属,形成涵盖三项主要湿制程环节的产品组合。

两张量产订单到手  水平电镀推进客户生产线

三款设备中,Ultra ECP ap-p的商业化进度最为明确。2025年11月16日,美商ACM Research宣布首台Ultra ECP ap-p已交付一家主要面板制造客户。美商ACM Research表示,Ultra ECP ap-p为大型面板市场首套商用水平铜沉积系统。美商ACM Research董事长暨首席执行官王晖博士指出,此次交机可协助客户推进扇出型面板级封装技术。

2026年8月,Ultra ECP ap-p再取得中国既有先进封装客户的510×515mm量产设备订单,预计2027上半年交付;亚洲一家主要面板制造商也下订310×310mm评估设备,预计2026年第4季交付。首台交机、客户评估及量产采购等进度在不到一年内陆续出现。

ACMR第2季财报也显示,美商ACM Research已完成第2,000个ECP电镀制程腔体出货;这项数据涵盖前段晶圆制程与封装用ECP产品,反映整体电镀技术的市场采用度。根据Gartner最新的数据,美商ACM Research的电镀设备全球市占率为9.6%, 全球排名第二。

技术层面,Ultra ECP ap-p采用水平式电镀腔体,搭配专有的多负极局部控制技术,使方形电场与面板同步旋转,借此动态调整面板中央与边角的电流分布,改善大面积沉积的膜厚均匀性。四面密封干式接触夹具可提高导电与面板固定的稳定度;内腔清洗机制与面板单独传输设计,则能降低不同金属镀液之间的交叉污染。

设备可应用于大铜柱、常规凸块、微凸块与重布线层(RDL)等制程,支持铜、镍、锡银及金等金属,最多可配置16个电镀室,并涵盖310×310mm、510×515mm及600×600mm三种面板尺寸。Ultra ECP ap-p并于2025年获得3D InCites Technology Enablement Award,技术创新获得外部评选肯定。金属沉积后,面板仍要进入晶粒接合、助焊剂清洗与底部填胶等流程,下一项量产难题是清除高密度互连结构狭小空间内的残留物。

深入微小间隙  负压清洗降低助焊剂残留风险

GPU与HBM整合封装的凸点数量与密度持续提高,晶粒接合后,助焊剂容易残留在凸点底部与小芯片周围。当凸点间距低于40微米,传统清洗方式容易受到液体渗透能力限制,清洗液难以深入狭小间隙,引起助焊剂残留,进而影响底部填胶与封装可靠度。

Ultra C vac-p采用真空辅助清洗技术,提升清洗液进入凸点与小芯片周围微小间隙的能力,可处理凸点间距与间隙高度低于20微米的精细结构。Ultra C vac-p可支持310×310mm、510×515mm及600×600mm有机与玻璃基板面板,配合不同客户采用的面板规格与封装架构。

Ultra C vac-p已于2024年7月取得中国主要半导体制造商订单并完成出货;2026年2月,美商ACM Research再取得中国以外一家全球主要半导体封装业者的设备订单,并于第1季按期完成出货,反映负压清洗已进入客户产线评估与应用。Ultra C vac-p并于2025年获得Global SMT & Packaging颁发的Global Technology Award清洁设备类别奖项。

双面边缘蚀刻 处理大尺寸面板残铜与翘曲

Ultra C vac-p锁定的是面板内部凸点与小芯片周围的微小间隙,面板外缘则有另一类残铜与污染问题。电镀后若有金属残留在面板边缘,可能造成电气短路、微粒脱落及后续设备污染;面板翘曲也会增加蚀刻范围控制与搬运难度。针对这项需求,Ultra C bev-p采用为方形面板设计的湿式边缘蚀刻技术,将材料去除范围控制在面板边缘,并在单一系统内处理正面与背面的边缘蚀刻。

Ultra C bev-p适用有机、玻璃与键合面板,可处理510×515mm至600×600mm面板,厚度范围为0.5至3mm,翘曲最高10mm。设备边缘控制精度达±0.5mm,控制范围为0至20mm;六腔体配置下每小时可处理40片面板边缘铜刻蚀,平均故障间隔时间为500小时,设备稼动率可达95%。Ultra C bev-p补足面板边缘残铜处理环节,降低电气短路及后续制程污染风险。

三款设备对应制程需求 跟进客户验证与量产时程

面板级封装目前仍处于多种尺寸规格并行与产线验证阶段,制程设备需要兼顾均匀性、翘曲控制、洁净度与产能。Ultra ECP ap-p已涵盖交机、评估与量产订单,Ultra C vac-p亦累积全球封装客户出货纪录;Ultra C bev-p则补足面板边缘湿法蚀刻环节,3款设备共同构成美商ACM Research目前在面板级湿制程的产品布局。

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