凸块晶圆设计器(在线工具)
按真实先进封装工艺窗口约束凸块的直径、高度、间距(pitch)与长径比,实时预览截面结构与晶圆布局,自动防止球体重叠与超规格设计。
打开凸块晶圆设计器 →Chiplet 要拼得起来、HBM 要堆得上去,靠的是微米级的 RDL 重布线与数十万颗精密凸块。我们提供晶圆级 RDL 与 Bumping/UBM 加工配套,从衬底到互连一站交付。
按真实先进封装工艺窗口约束凸块的直径、高度、间距(pitch)与长径比,实时预览截面结构与晶圆布局,自动防止球体重叠与超规格设计。
打开凸块晶圆设计器 →RDL(Redistribution Layer,重布线层)是在晶圆表面用光刻 + 电镀铜 + 介质层反复叠加形成的"二次布线":把芯片原有的 I/O 焊盘按封装需要的间距重新排布,并在芯片与芯片、芯片与基板之间提供横向互连。凸块(Bumping)则是在焊盘或 RDL 上长出的垂直互连点(焊球、铜柱、金凸块等),承担芯片与转接板/基板之间的机械与电气连接。
RDL 与凸块:先进封装的公共互连底座
| 维度 | 扇入 Fan-In(WLCSP) | 扇出 Fan-Out(FOWLP/PLP) |
|---|---|---|
| 互连位置 | RDL 与凸块全部落在芯片面积内 | RDL 延伸至芯片外,利用重构扇出区 |
| I/O 数量 | 中低 I/O(数百级) | 高 I/O(数千级),适合应用处理器与 AI 芯片 |
| RDL 层数 | 1–2 层常见 | 2–4 层及以上,线宽持续收紧 |
| 典型载体 | 裸晶圆直接加工 | 重构晶圆(环氧塑封 + 载板),对翘曲控制要求高 |
| 典型应用 | 电源管理、射频前端、传感器 | 手机 SoC、AI 推理芯片、Chiplet 集成 |
RDL 与凸块配套,服务于以下六类场景。
扇出 RDL 以高 I/O 密度承载推理芯粒与高速接口,缩小封装面积。
扇出晶圆级封装用细线 RDL 替代基板,实现更薄、更小、成本更优。
转接板 RDL 负责芯粒间横向互连,微凸块负责垂直互连。
微凸块连接每层 DRAM die,向更细间距与混合键合演进。
细线 RDL 集成无源器件与铜屏蔽,把前端模块做得更紧凑。
工程批与科研原型来图加工,Dummy 片陪跑验证光刻与电镀窗口。
RDL、凸块与 UBM 的晶圆级加工能力,配合衬底与检测随片交付。
线宽、铜厚、凸块高度与共面性,决定互连的良率
常规 5/5μm 至精细 2/2μm,1–4 层,含层间通孔,PI / BCB / 无机介质可选。
SnAg 焊球、Cu Pillar、Au 凸块、AuSn 共晶,覆盖回流焊与热压键合场景。
Ti/Cu/Ni、TiW/Au、Cr/Cr-Cu/Cu 等体系,与凸块材料匹配设计。
线宽/线距、膜厚、凸块高度与共面性、剪切力抽检,可按需出具 CoC。
工艺能力、三档 RDL 与凸块技术选项,一屏看全。
| 工艺项 | 能力指标 | 备注 |
|---|---|---|
| RDL 线宽 / 线距 | 常规 5/5μm;精细工艺可至 2/2μm | 更细线宽请携图纸评估 |
| RDL 层数 | 1–4 层 | 多层结构含层间通孔(Via) |
| 介质层材料 | PI(聚酰亚胺)/ BCB / 无机介质 | 按介电常数与应力要求选择 |
| 金属体系 | Cu 电镀(TiW/Cu 种子层) | 厚度 3–15μm 可调 |
| UBM 体系 | Ti/Cu/Ni、TiW/Au、Cr/Cr-Cu/Cu | 与凸块材料匹配设计 |
| 凸块类型 | SnAg 焊球 / Cu 柱(Cu Pillar)/ Au 凸块 / AuSn 共晶 | 覆盖回流焊与热压键合场景 |
| 凸块 pitch | 量产 ≥130μm;微凸块可评估至 40μm 级 | 小 pitch 需联合评估基板与对位精度 |
| 晶圆尺寸 | 4 / 6 / 8 / 12 英寸 | 12 英寸视工艺项确认 |
单项工艺的详细参数与流程见 RDL 工艺服务页 与 凸块 / UBM 服务页;配套的衬底载体可选 硅晶圆、玻璃衬底 / TGV 或 测试片(工艺开发用)。
RDL 按线宽/线距与介质体系分为三档,密度越高、工艺越复杂,选型时需与成本、良率一并权衡:
| 工艺档 | 线宽 / 线距 | 铜厚 | 通孔直径 | 介质层 | 层数 | 凸块间距 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 标准 RDL | 5/5μm | 5–8μm | 20–30μm | PI | 1–3 层 | 300–500μm |
| 细线 RDL | 2/2μm | 3–5μm | 10–15μm | BCB 或先进 PI | 2–5 层 | 130–300μm |
| 超细(大马士革)RDL | 0.4/0.4μm | 1–3μm | 5–10μm | SiO₂(CVD) | 2–8 层 | 配合微凸块 |
凸块选型要同时考虑间距、电流能力、热性能与成本:
| 凸块类型 | 间距范围 | 高度 / 尺寸 | UBM 体系 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|
| 焊料凸块(SAC305 / SAC405 / SnPb) | 130–400μm | 高度 50–100μm | Ti/Cu 或 TiW/Cu | 标准倒装 BGA |
| 铜柱(Cu Pillar) | 40–130μm | 柱高 20–80μm + SnAg 焊帽 10–25μm | 可选 Ni 阻挡层 | 细间距、低电阻、高电流 |
| 微凸块(Cu/Ni/SnAg) | 10–55μm | 直径 5–25μm | Cu/Ni/SnAg | 2.5D/3D 堆叠,兼容混合键合 |
| 金凸块(Au Stud) | > 60μm | 直径 40–80μm,高度 15–50μm | Au 焊盘无需 UBM | 光电器件、低量原型 |
更细的间距意味着更严的对位精度与基板要求,小 pitch 方案建议在工艺评审阶段就与封装厂同步确认。单项能力见 RDL 工艺页 与 凸块 / UBM 页。
支撑 RDL 与凸块加工的装备类别与通用配置。
| 设备类别 | 典型配置 | 用途 |
|---|---|---|
| 晶圆级光刻与涂显 | 8 / 12 英寸,步进式曝光,亚微米套刻 | RDL 线路与凸块开窗图形化 |
| 电镀与湿法线 | 铜电镀槽 + 化学镀 Ni/Au | RDL 铜增厚与 UBM 金属化 |
| 溅射(PVD) | 种子层与 UBM 溅射 | Ti/Cu、TiW/Cu 等 UBM 体系 |
| CMP 平坦化 | 介质与铜平坦化 | 多层 RDL 叠加精度 |
| 凸块回流与量测 | 回流炉 + 凸块高度 / 共面性量测 | 凸块成形与质量验证 |
| 检测设备 | 线宽 / 膜厚 / 剪切力测试 + AOI | RDL 与凸块随片数据 |
以下案例均已匿名化处理,仅呈现可公开验证的工艺指标与结果。
客户的推理芯片采用扇出结构,需要数千级 I/O 的细线 RDL,关注线宽能力与层间通孔叠对精度。
结果:细线 RDL 达到 2/2μm、多层结构叠对精度满足要求,随片提供线宽与膜厚检测数据。
客户的芯粒间互连需要 40μm 级微凸块,并要求随批提供高度均匀性数据以评估堆叠良率。
结果:微凸块与 UBM 体系按版图加工,随批高度与共面性数据达标,工艺窗口可直接进入小批试产。
团队只有版图、缺少工艺经验,希望在正式片之前先用 Dummy 片跑通光刻与电镀窗口,控制试错成本。
结果:先出工艺评审意见再报价,Dummy 片陪跑锁定工艺窗口,正式片一次流片通过并随片交付 CoC。
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