重點摘要：Deflux 清洗是什麼？
Deflux 屬於半導體後段（封裝）製程，不是前段晶圓製造。它在植球、黏晶、SMT 回焊之後，用化學藥液加壓噴洗，把助焊劑殘留從晶片與基板的縫隙裡沖出來，再用純水（DI 水）沖淨、風刀與熱風吹乾。覆晶封裝最在意的是：殘留會擋住 underfill 的毛細流動、降低填膠與表面的附著力，造成空洞與脫層。一條在線式清洗機通常分成三區：化學清洗區（藥液噴洗＋藥液風刀）、水洗區（溢流水洗＋DI 加壓噴洗）、乾燥區（高壓風刀＋熱風刀），出料端再加靜電消除。
Deflux 是前段還是後段製程？
後段。半導體製造分成兩大段：前段在晶圓廠裡把電路做在晶圓上；後段在封測廠把晶圓切成晶粒、封裝成可以焊到電路板上的成品，再測試出貨。Deflux 洗的是黏晶、植球回焊後留下的助焊劑，助焊劑只出現在封裝的焊接步驟，所以它是後段製程。
| 前段（晶圓製造） | 後段（封裝測試） | |
|---|---|---|
| 在哪裡做 | 晶圓廠（Fab） | 封測廠（OSAT），或晶圓廠的先進封裝廠 |
| 做什麼 | 微影、蝕刻、薄膜沉積、離子佈植、金屬連線 | 凸塊、研磨、切割、黏晶、填膠、封膠、植球、測試 |
| 產出 | 做好電路的晶圓 | 封裝好的晶片成品 |
| 清洗洗什麼 | 晶圓表面的微粒、金屬與有機污染（晶圓濕式清洗，不是本文主題） | 助焊劑殘留、切割粉塵、封膠溢膠（本文主題） |
兩個容易混淆的地方：英文的 BEOL（Back End of Line）指的是晶圓廠裡的金屬連線製程，屬於前段，不是封裝。凸塊、晶圓級封裝有時被稱為「中段」；CoWoS 這類先進封裝雖然在晶圓廠內進行，仍屬於封裝，本文都歸在後段。
為什麼要清洗助焊劑？殘留會造成什麼問題
焊接時需要助焊劑去除金屬表面的氧化層、幫助焊料潤濕。回焊之後，助焊劑會留下殘留物。在覆晶封裝裡，晶片用凸塊（bump）焊在基板上，兩者之間的間隙很低、凸塊又密，殘留最容易卡在這裡，也最難洗（Todd & Bixenman，Advanced Packaging）。
接下來的製程是填入 underfill，靠毛細作用流進間隙、固化後把凸塊包住，分散熱應力。殘留會在這一步造成三個問題（Henkel，Flux and Underfill Compatibility）：
空洞（void）
殘留改變表面的潤濕性，underfill 流不過去，晶片下方留下沒填到的空洞。
附著力下降
殘留夾在 underfill 與晶片、基板之間，介面黏不牢。
脫層（delamination）
附著力不夠的地方，經過溫度循環或吸濕後，underfill 從表面剝離。
即使用「免洗」（no-clean）助焊劑，殘留仍可能和 underfill 材料起反應；兩者合不合，取決於雙方的化學配方，沒辦法一概而論。所以高階覆晶封裝多半還是會安排 Deflux 清洗。
FCBGA 後段全製程：清洗用在哪幾站？
以覆晶封裝（FCBGA）為例（其他 7 種封裝見8 種封裝流程圖），後段從晶圓進料一路到包裝出貨，共 55 道製程。晶圓端和基板端是兩條各自進行的線，材料來自不同工廠；各自做完後裝進框架匣、料盒，送到組裝線，在覆晶黏晶這一站才會合，接著填膠、植球、切單顆、測試。下圖是 FCBGA 的流程樹狀圖：上面一棵是晶圓和基板兩條線各自準備，在「接合」站會合後，下面一棵是封裝主流程，每一站下方列出全部製程。全程共 11 個濕式清洗站：晶圓線上 5 站（凸塊電鍍前後、去光阻後、凸塊回焊後、研磨後、切割後）在晶圓狀態下用晶圓設備清洗；其餘 6 站是本文介紹的在線清洗機負責的範圍，其中 3 站洗助焊劑（Deflux），3 站洗粉塵與溢膠。
怎麼讀：每一站由上往下做，做完沿著藍色箭頭接到下一站；並排的材料線同時各自進行，最後往下匯流會合。點任一格可看說明。
- 晶圓進料第 1–2 道
- 1晶圓進料前段晶圓廠出貨
- 2進料檢驗Incoming QC
- 凸塊第 3–8 道
- 3凸塊前電漿除渣Descum
- 4凸塊製作Bumping：PI・UBM・電鍍・回焊
- 5凸塊電鍍前後清洗前處理＋電鍍後水洗
- 6去光阻後清洗去光阻・蝕刻種子層後
- 7凸塊回焊後清洗晶圓級，用晶圓清洗設備
- 8晶圓針測CP
- 研磨切割第 9–15 道
- 9貼保護膠帶BG Tape
- 研磨機內建清洗
- 10背面研磨Back Grinding
- 11背面研磨後清洗去除研磨矽屑
- 12撕膠帶・貼切割膠帶Wafer Mount
- 切割機內建清洗
- 13晶圓切割Wafer Saw
- 14切割後清洗DI 水噴洗＋旋乾
- 15切割後檢查AOI
- 晶圓送線第 16–18 道
- 16裝入框架匣Frame Cassette
- 17氮氣櫃暫存防氧化、防潮，依產品
- 18搬運到組裝線料車、AGV 或天車
- 基板進料第 19 道
- 19基板進料・烘烤
- 分板第 20–21 道
- 分板後直接清洗
- 20分板Router 1/4 片
- 21分板後清洗去粉塵
- 分板後直接清洗
- 貼元件第 22–23 道
- SMT 連線段
- 22SMT 被動元件沾助焊劑・回焊
- 23Pad Deflux洗焊墊助焊劑
- SMT 連線段
- 基板送線第 24–26 道
- 24裝入料盒Magazine
- 25乾燥櫃暫存防潮，依產品
- 26搬運到組裝線
- 覆晶組裝
- 接合第 27–31 道
- 27備料・批號配對Kitting：各路材料依批號配對、點數量
- 覆晶連線段：輸送帶串接到清洗機
- 28沾／噴助焊劑Flux
- 29覆晶黏晶Flip Chip Attach
- 30回焊Reflow
- 31覆晶後 Deflux最關鍵：洗縫隙內助焊劑
- 填膠第 32–35 道
- 32烘乾Bake
- 33填膠前電漿清洗提升 underfill 流動與附著
- 34底部填膠Underfill
- 35填膠烘烤Cure
- 成品段
- 保護第 36–40 道
- 36封膠Molding
- 37封膠後清洗去溢膠・粉塵，有封膠才有
- 38上蓋前電漿清洗依產品
- 39上蓋Lid Attach＋TIM
- 40雷射打印Marking
- 植球第 41–44 道
- 41植球前電漿清洗依產品
- 植球連線段
- 42沾助焊劑・植球Ball Mount
- 43回焊Reflow
- 44植球後 Deflux
- 切單顆第 45–46 道
- 切割後直接清洗
- 45切單顆Unit Saw
- 46切割後清洗去粉塵
- 切割後直接清洗
- 測試與出貨
- 測試第 47–50 道
- 47最終測試FT
- 48預燒測試Burn-in
- 49系統級測試SLT，高階晶片
- 50外觀檢查
- 包裝出貨第 51–55 道
- 51成品裝入 TrayJEDEC Tray
- 52MSL 烘烤除濕依濕敏等級
- 內盒包裝機可一台串接完成
- 53真空防潮包裝防潮袋＋乾燥劑＋濕度卡
- 54貼標・裝入內盒
- 55裝箱・棧板出貨
- ✓ 完成出貨
| 清洗站 | 前一道製程 | 要洗掉什麼 | 清洗類型 |
|---|---|---|---|
| ① 分板之後 | 整片基板用 Router 切成 1/4 片（Quarter Panel） | 切割粉塵 | 去粉塵 |
| ② SMT 之後 | 貼被動元件、沾助焊劑、回焊 | 焊墊（Pad）表面的助焊劑與其他污染 | Pad Deflux |
| ③ 覆晶黏晶之後 | 噴助焊劑 → 覆晶黏晶（Die Attach）→ 回焊（FCBGA／CoWoS） | 錫膏殘留，以及晶粒與基板縫隙裡沒溶掉的助焊劑 | Deflux＋烘乾 |
| ④ 封膠成型之後 （有封膠的產品） | Molding 封膠 | 溢膠（resin flash）與粉塵 | 高壓 DI 水噴洗 |
| ⑤ 植球之後 | 沾助焊劑 → 植球（Ball Mount）→ 回焊 | 錫球周圍的助焊劑殘留 | Deflux |
| ⑥ 切單顆之後 | 1/4 片用 Unit Saw 切成單顆 | 切割粉塵 | 去粉塵 |
另外晶圓端還有凸塊電鍍前後、去光阻後、凸塊回焊後、研磨後、切割後 5 次晶圓級清洗，由晶圓清洗設備或研磨、切割機內建的清洗單元處理；再加上 4 次電漿清洗（其中 2 次依產品而定）。實際站點與順序依封裝型式與各廠流程而定。第 ③ 站最關鍵：它直接決定 underfill 能不能填好。包裝出貨這一段可參考半導體內盒全自動包裝機。
清洗機為什麼接在回焊爐後面？
封測廠不是一條從頭跑到尾的流水線。晶圓、基板來自不同工廠，各自備料；每一段的載具形狀（晶圓、條狀基板、單顆）和速度都不同，還有烘烤、測試這類一次處理一整批的站。所以大部分站之間是一批一批（Lot）裝在料盒裡搬運，中間會暫存。
例外是幾段步驟固定、節奏相近的連線段（上圖「接合」站下方的藍框）：「沾助焊劑 → 接合 → 回焊爐 → Deflux」用輸送帶直接串起來。回焊後的助焊劑殘留放越久越難洗，接在回焊爐後面馬上洗，也省掉一次上下料。這就是在線清洗機的位置，評估時除了洗淨力，還要看它能不能和前面的回焊爐接起來：
機構對得上
輸送帶寬度、高度、方向要和回焊爐出口一致，基板尺寸換線時軌道寬度能不能跟著調。
節奏跟得上
清洗機的輸送速度與產能要大於等於回焊爐，否則回焊爐出來的基板會在中間塞住。
訊號接得起來
上下游設備之間要有交握訊號（例如 SMEMA 介面），前一台確認下一台可以收料才送出；再往上接廠內系統回報產量與異常。
不在連線段裡的清洗站，例如分板、切割後的去粉塵，則是以料盒批次上下料。8 種封裝各自的連線段與會合點，請看 半導體封裝流程圖。
其他封裝的清洗站一樣嗎？
不一樣。打線封裝（QFP、QFN）不用助焊劑，所以沒有 Deflux；WLCSP、扇出型的 Deflux 在晶圓狀態下進行；CoWoS、CoPoS 覆晶接合兩次，加上植球，Deflux 至少三次，其中晶片接到中介層（CoW）那一次最難洗，微凸塊間距在 25 µm 以下（ZESTRON）。
8 種封裝從晶圓進料到出貨的每一道製程與清洗站位置，整理在 半導體封裝流程圖。
在線式清洗機怎麼運作？從進料到出料 9 個單元
封裝廠常用的是輸送帶式的在線清洗機：基板放上網狀輸送帶，一路經過各個單元，出來就是乾的。整條線可以分成三區：
進料
作業員把基板放上輸送帶，或由上料機接過來。控制面板（PLC 人機介面）設定好參數後，基板一進料就開始清洗。
藥液加壓噴洗（一段或兩段）
用泵浦把清洗藥液加壓，從上下噴管噴向基板，靠藥液的化學作用溶解助焊劑，再用噴流的衝擊力把縫隙裡的殘留帶出來。藥液會經過濾網循環使用，壓力錶顯示噴壓。
藥液風刀
進水洗區之前，先用風刀把表面大部分的藥液吹掉，減少藥液被帶進後段水槽。
溢流噴洗
先用溢流水把基板上剩下的藥液沖掉、直接排放，這一段的水不回收進後面的純水段。
DI 水加壓噴洗
用高壓的去離子水（DI 水）再沖洗，把殘留的污染與微粒洗乾淨。DI 水不含離子，乾燥後比較不會留下水垢或導電殘留。
高壓風刀
用強風把基板表面和縫隙裡的水先吹掉大部分。
高壓熱風刀
再用熱風把剩下的水分吹乾，避免水乾掉後留下水痕。
出料與靜電消除
出料端由作業員取下，或接到下料機。基板在風刀吹拂與輸送過程中容易帶靜電，出料前用靜電消除器中和。
為什麼用「加壓噴洗」？扇形噴嘴與縫隙水流
覆晶的縫隙很窄，只靠浸泡，藥液不容易換新，殘留洗不出來。業界歸納清洗效果取決於四個變數：藥液化學、時間、溫度、衝擊能量（Todd & Bixenman）。加壓噴洗就是在提高衝擊能量。
扇形噴嘴的原理
液體在壓力下從噴管進入噴嘴，噴嘴出口是橢圓形，會把液體擠壓；壓力沒有出口，就往兩側展開，噴出來的形狀像一把扇子，所以叫扇形噴霧。一支噴管上排一列扇形噴嘴，噴幅互相銜接，就能在輸送帶寬度上形成一道均勻的水幕。
水流怎麼鑽進晶片與基板之間
基板跟著網狀輸送帶前進時，上方噴流以一定角度打下來，水流同時順勢鑽進晶片與基板之間的縫隙，把裡面的藥液與殘留推出來。噴管可以上下都裝，基板底面也一起洗。
風刀與熱風刀：為什麼分兩段吹？
風刀是一條細長出風口，把高壓空氣吹成一道薄而強的氣流，像刀一樣把表面的液體刮掉。清洗機裡風刀出現在兩個位置，目的不一樣：
| 位置 | 目的 | 不做會怎樣 |
|---|---|---|
| 化學區出口：藥液風刀 | 先吹掉表面大部分藥液，再進水洗 | 藥液被帶進水洗段，水洗負擔變重、水質變差 |
| 乾燥區：高壓風刀＋熱風刀 | 先用強風吹掉大部分水，再用熱風把殘水吹乾 | 水在表面自然乾掉，留下水痕 |
風刀的氣源常用鼓風機（blower）。乾燥段之後，第 ③ 站（覆晶黏晶後）通常還會再烘烤，確保縫隙裡沒有水分殘留，才進 underfill。
看不到但很重要的輔助單元
過濾器
藥液與水循環使用，過濾器把洗下來的顆粒攔住，避免髒液再噴回基板上。
壓力錶
顯示各段噴壓。噴嘴堵塞、泵浦衰退都會反映在壓力變化上，是日常點檢的第一個數字。
氣液分離器
噴洗與風刀會把液體打成霧氣，氣液分離器把排氣中的液體分離出來，減少藥液損失與排氣污染。
靜電消除器
帶負電的物體，它放出正離子去中和；帶正電的，放出負離子。讓基板出料時回到電中性，避免靜電吸附微粒或損傷元件。
評估清洗製程或清洗機，要先釐清的 5 件事
產品間隙多低、凸塊多密
間隙越低、凸塊越密，越需要高衝擊的噴洗與適合窄縫的藥液。先拿到產品的間隙高度與凸塊間距。
用哪一種助焊劑
水溶性、免洗、松香型助焊劑的殘留性質不同，藥液要跟著選；助焊劑和 underfill 之間的相容性也要一起看。
在流程的哪一站
Deflux、切割後去粉塵、成型後去溢膠，需要的單元組合不同，不一定每站都要化學段。
產能與基板尺寸
決定輸送帶寬度、速度，以及噴洗段要做一段還是兩段。
怎麼驗證洗乾淨了
先講好驗收方式：目視或顯微鏡檢查殘留、水痕，以及 underfill 後的空洞檢查。驗收標準先定，才比得出不同方案的差別。
常見問題
Deflux 是半導體前段還是後段製程？
後段。Deflux 洗的是封裝焊接步驟留下的助焊劑，出現在覆晶黏晶、植球、SMT 回焊之後，屬於封測廠的後段封裝製程。前段晶圓廠也有清洗，但洗的是晶圓表面的微粒與金屬污染，是不同的製程與設備。
CoWoS 要做幾次 Deflux？
至少三次：晶片接到中介層晶圓之後（CoW）、整組接到基板之後（oS）、植球之後。其中 CoW 這一次最難，微凸塊間距在 25 µm 以下、單顆凸塊數以十萬計，殘留最難從縫隙裡沖出來。
打線封裝需要 Deflux 嗎？
QFP、QFN 這類導線架打線封裝不用助焊劑，所以沒有 Deflux，清洗以切割後清洗、去溢膠與打線前的電漿清洗為主。打線 BGA 因為要植錫球，植球後仍有一次 Deflux。
Deflux 是什麼意思？
Deflux 是 de-flux，去除助焊劑的意思，指焊接後把助焊劑殘留洗掉的清洗製程。在封裝廠常寫成 DFX，例如植球後的 Deflux 站。
用免洗助焊劑（no-clean）還需要清洗嗎？
一般 SMT 不一定要洗，但覆晶封裝後面要填 underfill，免洗助焊劑的殘留仍可能和 underfill 起反應，造成空洞或脫層。要不要洗，取決於助焊劑與 underfill 的相容性，通常要實際測試才知道。
為什麼最後要用 DI 水沖洗？
DI 水是去離子水，不含鈉、氯等離子。用一般自來水沖洗，水乾掉後會留下礦物質與離子殘留，可能造成水痕或影響電性可靠度。
清洗後為什麼還要烘烤？
風刀和熱風刀能吹乾表面，但晶片與基板之間的窄縫裡可能還有水分。進 underfill 之前烘烤，確保縫隙完全乾燥。
切割、成型後的清洗也叫 Deflux 嗎？
不算。切割後清洗是去粉塵，成型後是用高壓 DI 水去除溢膠與粉塵，這兩種通常不需要化學藥液段。Deflux 專指去除助焊劑殘留。