Hello，大家好，今天我們來(lái)聊聊什么是先進(jìn)封裝中的Bumping？

Bumping：凸塊，或凸球，先進(jìn)封中的基礎(chǔ)工藝。

Bumping，指的是在晶圓切割成單個(gè)芯片之前，于基板上形成由各種金屬制成的“凸塊”或“凸球”。晶圓凸塊為倒裝芯片或板級(jí)半導(dǎo)體封裝的重要組成部分，已成為當(dāng)今消費(fèi)電子產(chǎn)品互連技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。凸塊在管芯和襯底之間提供比引線(xiàn)鍵合更短的路徑，以改善倒裝芯片封裝的電氣、機(jī)械和熱性能。 倒裝芯片互連可減少信號(hào)傳播延遲，提供更好的帶寬，并緩解功率分配的限制。

不同類(lèi)型的凸塊材料，其互連方法有所不同。凸塊按照材料成分來(lái)區(qū)分，主要 包括以銅柱凸塊（Cu Pillar）、金凸塊（Au Bump）、鎳凸塊（Ni Bump）、銦凸塊（In Bump）等為代表的單質(zhì)金屬凸塊和以錫基焊料為代表的焊料凸塊（Solder Bump）及聚合物凸塊等。凸塊互連相關(guān)技術(shù)包括材料選擇、尺寸設(shè)計(jì)、凸塊制造、互連工藝 及可靠性和測(cè)試等。不同的凸塊材料，其加工制造方法各不相同，對(duì)應(yīng)的互連方法和互連工藝中的焊（黏）接溫度也不盡相同。

晶圓凸塊技術(shù)制作過(guò)程復(fù)雜，需要清洗、濺鍍、曝光、顯影、電鍍?nèi)ツz、蝕刻和良品測(cè)試等環(huán)節(jié)，其對(duì)應(yīng)材料需求為清洗液、靶材、電鍍液、光刻膠、顯影液、 蝕刻液等。主要的工藝步驟如下：

1.采用濺射或其他物理氣相沉積的方式在晶圓表面沉積一層鈦或鈦鎢作為阻擋層，再沉積一層銅或其他金屬作為后面電鍍所需的種子層。在沉積金屬前，晶圓先進(jìn)入濺射機(jī)臺(tái)的預(yù)清潔腔體，用氬氣等離子去除焊盤(pán)金屬表面的氧化層。

2.在晶圓表面旋涂一定厚度的光刻膠，并運(yùn)用光刻曝光工藝，以改變其在顯影液中的溶解度。光刻膠與顯影液充分反應(yīng)后，得到設(shè)計(jì)所需的光刻圖形。

3.晶圓進(jìn)入電鍍機(jī)，通過(guò)合理控制電鍍電流、電鍍時(shí)間、電鍍液液流、電鍍液溫度等，得到一定厚度的金屬層作為UBM（Under Bump Metallization，凸點(diǎn)下 金屬化層）。在有機(jī)溶液中浸泡后，圓片表面的光刻膠被去除；再用相應(yīng)的腐蝕液去除晶圓表面UBM以外區(qū)域的濺射種子層和阻擋層。

4.在植球工序中，需要用兩塊開(kāi)有圓孔的金屬薄板作為掩模板，位置與晶圓表面UBM的位置相對(duì)應(yīng)。在植球前，先用第1塊金屬掩模板將助焊劑印刷到UBM 表面；再用第2塊金屬掩模板將預(yù)成型的錫球印刷到UBM上；

5.晶圓經(jīng)過(guò)回流爐使錫球在高溫下熔化，熔化的錫球與UBM在界面上生成金屬間化合物，冷卻后錫球與UBM形成良好的結(jié)合。

采用電鍍的方式也可以得到焊球凸塊，即在電鍍UBM完成后，接著電鍍焊料； 去除光刻膠和腐蝕濺射金屬后，經(jīng)過(guò)回流，得到焊球凸塊。電鍍方式也是銅柱凸塊和金凸塊加工的常用方法。

凸塊（bumping）工藝流程的主要8個(gè)步驟（來(lái)源華進(jìn)半導(dǎo)體）電子器件向更輕薄、更微型和更高性能進(jìn)步，促使凸塊尺寸減小，精細(xì)間距愈 發(fā)重要。凸塊間距（Bump Pitch）越小，意味著凸點(diǎn)密度增大，封裝集成度越高，難度越來(lái)越大。行業(yè)內(nèi)凸點(diǎn)間距正在朝著20μm推進(jìn)，而實(shí)際上巨頭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小于 10μm 的凸點(diǎn)間距。如果凸點(diǎn)間距超過(guò) 20μm，在內(nèi)部互連的技術(shù)上采用基于熱壓鍵合（TCB）的微凸塊連接技術(shù)。面向未來(lái)，混合鍵合（HB）銅對(duì)銅連接技術(shù)可以 實(shí)現(xiàn)更小的凸點(diǎn)間距（10μm以下）和更高的凸點(diǎn)密度（10000個(gè)/mm2），并帶動(dòng)帶寬和功耗雙提升。隨著高密度芯片需求的不斷擴(kuò)大帶來(lái)倒裝需求的增長(zhǎng)，Bumping 的需求將不斷提升，相關(guān)材料需求也將不斷提升。