封装光刻机是一种用于芯片封装工艺的高精度曝光设备，主要任务是在晶圆或封装基板上把掩模上的电路图形精确地转移到光刻胶上。它常用于晶圆级封装（WLP）、扇出封装（FOWLP）、凸点（Bump）制作等环节，是先进封装生产线的核心设备之一。

一、基本原理

封装光刻的原理和半导体前道光刻类似，都是“掩模+光照+显影”形成图形。整个过程包括：

涂胶：

在晶圆或封装基板表面均匀涂上一层感光光刻胶。封装层通常较厚，因此光刻胶也更厚（几十微米）。

对准：

光刻机通过高精度视觉系统识别基板上的对准标记，将掩模图案和已有电路精确重合。封装工艺多为多层结构，对准精度需控制在1微米左右。

曝光：

光源照射掩模，掩模上透明部分让光通过，在光刻胶上形成潜影。常见的曝光方式有两种：

接触或近接曝光：掩模与基板表面接触或接近，直接曝光。

投影曝光：通过透镜系统缩小投影，分区域逐步扫描。

显影：

曝光后将样品浸入显影液中，曝光区域的光刻胶被溶解或保留下来，从而形成图形。

后处理：

这些图形可用于电镀、蚀刻或沉积金属，形成封装中的再布线层或焊点结构。

二、主要组成

光源系统：

使用紫外光（常见为365nm或405nm），要求光照强度均匀、稳定。

掩模台与基板台：

精密机械平台，可在X、Y、Z方向微调，实现纳米级位置控制。

对准系统：

利用双摄像头识别掩模与基板标记，通过算法自动计算并修正位置误差。

曝光控制系统：

精确控制光强、曝光时间与运动速度，保证光刻胶反应一致。

传片与软件系统：

自动上下片、识别、记录工艺参数，实现自动化批量生产。

三、技术特点

高对准精度：

一般达到±1微米，顶级设备可达±0.5微米。

大面积曝光：

能处理300mm晶圆或更大封装基板。

景深大：

能在表面不平整的封装层上保持清晰成像。

热补偿技术：

设备自动检测温度变化，实时修正热胀冷缩造成的偏差。

工艺适应性强：

适合厚膜光刻胶、干膜及聚酰亚胺等材料。

四、工作流程

光刻胶旋涂 → 预烘 → 装片

对准 → 曝光 → 显影

检查 → 烘干 → 电镀或蚀刻

整个过程都在洁净室中进行，以防灰尘影响成像质量。

五、与晶圆光刻机的区别

封装光刻机用于半导体后工序，晶圆光刻机用于前工序。

前道光刻机追求极高分辨率（纳米级），而封装光刻机更关注大面积、厚膜、精确对准。

封装光刻机对光学分辨率要求稍低，但机械精度、热稳定性要求更高。

六、主要应用

封装光刻机广泛用于：

再布线层（RDL）制作

晶圆级封装（WLCSP）

扇出封装（FOWLP）

倒装芯片焊点（Flip-Chip Bump）形成

常见设备品牌包括日本Ushio、EVG、SUSS MicroTec，以及国内的华卓精科、中微公司、芯源微等。

七、总结

封装光刻机通过高精度光学投影、自动对准和稳定曝光，将电路图案精确复制到封装材料上，是先进封装技术的关键设备。