倒装芯片(Flip Chip)
焊球 / 铜柱凸块实现芯片面朝下互连,缩短互连路径,是处理器与高端 ASIC 封装的基本形态。
SnAg / SAC / AuSn 焊球凸块、铜柱凸块、Au 钉头凸块全覆盖,配套 Ti/Cu/Ni/Au 系列 UBM 层,最小凸块间距 80μm,服务倒装芯片与晶圆级封装项目。
凸块(Bumping)是芯片与基板之间的 I/O 与机械连接点,UBM(Under Bump Metallization)承担粘附、扩散阻挡与润湿三重功能。我们提供 SnAg / SAC / AuSn 焊球凸块、铜柱凸块与 Au 钉头凸块,配套 Ti/Cu、Ti/Ni/Au、TiW/Cu 等 UBM 体系,最小凸块间距 80μm。
晶圆尺寸 4–8 英寸常规覆盖,来料或我方供片均可;凸块与 RDL 重布线同线配套,可一次光刻一套交付,减少界面污染。晶圆级封装与倒装应用可参考 RDL / 凸块先进封装方案。
焊球、铜柱、AuSn 与钉头凸块全覆盖,最小间距 80μm
焊球 / 铜柱凸块实现芯片面朝下互连,缩短互连路径,是处理器与高端 ASIC 封装的基本形态。
凸块与 RDL 共同构成扇出封装的 I/O 重分布体系,详见 RDL / 凸块先进封装方案。
AuSn 共晶凸块适配激光器、探测器的气密封装与高频互连,热导与可靠性优于常规焊料。
细间距微凸块(Cu/Ni/SnAg)用于 HBM 堆叠与 Chiplet 互连,兼容热压键合(TCB)与批量回流。
在晶圆上完成凸块与重布线,实现器件级封装小型化,衔接 RDL 与介质工艺。
研发批按整片或几片起做均可,Au 钉头凸块无需掩膜版,启动成本最低,适合快速验证。
凸块与 UBM 的选型、精度与可靠性验证要点如下:
凸块高度均匀性、剪切力与外观数据随批交付
外观 AOI 全检、剖面抽检评估润湿与界面形貌;凸块高度均匀性片内约 ±5%,剪切力抽测随批提供,兼容热压键合(TCB)与批量回流。
| 凸块类型 | 材料体系 | 典型尺寸 | 特点与场景 |
|---|---|---|---|
| 焊球凸块(Solder Bump) | SnAg3.5 / SAC305 | 高度 50–100 μm | 回流焊接,倒装芯片主流方案,无铅合规 |
| AuSn 共晶凸块 | Au80Sn20 | 高度 10–30 μm | 共晶温度 280℃,免助焊剂,光电子与气密封装首选 |
| 铜柱凸块(Cu Pillar) | Cu 柱 + SnAg 焊帽 | 柱径 20–60 μm | 细间距、高电流、散热好,先进封装主流 |
| Au 钉头凸块(Stud Bump) | 99.99% Au | 球径 25–75 μm | 免 UBM 电镀流程,低成本快速验证与小批量 |
| UBM 结构 | 各层功能 | 适配凸块 | 备注 |
|---|---|---|---|
| Ti / Cu | Ti 粘附 + Cu 润湿导电 | 铜柱、焊球 | 经济型,常规倒装应用 |
| Ti / Ni / Au | Ni 扩散阻挡 + Au 抗氧化 | AuSn 共晶、焊球 | 可靠性高,光电与军规常用 |
| TiW / Cu | TiW 阻挡更佳 | 焊球、铜柱 | 抑制铜扩散,寿命要求高的场景 |
| Cr / Ni / Au | GaAs/InP 衬底常用体系 | AuSn、Au 钉头 | 化合物衬底配套,详见 GaAs / InP 衬底 |
| UBM 结构 | 各层作用 | 适配凸块 / 场景 |
|---|---|---|
| Ti / Ni / Cu | Ni 阻挡抑制 Sn-Cu 金属间化合物生长 | 焊球、铜柱;高电流、高温可靠性 |
| Cr / Cu / Au | Au 帽层支持免电镀的 Au 钉头/金球 | RF、MEMS、光电封装 |
| TiW / Au | 耐高温扩散,Au 面可打线、抗氧化 | GaAs 等化合物半导体 |
| 化学镀 Ni/Au(ENIG) | 直接在裸 Al/Cu 焊盘选择性沉积,无需溅射/光刻 | 焊球、钉头;成本敏感、较宽间距 |
| Al / NiV / Cu | 在 Al 焊盘上直接成膜,兼容晶圆厂工艺 | 焊球、铜柱;免去额外焊盘开窗 |
拖动参数实时预览凸块截面与晶圆布局,自动按工艺窗口限位(直径 / 高度 / 间距 / 长径比),一键下载 PDF 规格书。完整版工具见 凸块晶圆设计器。
按 UBM、凸块成型与检测环节配置对应设备,仅列类别与用途,不涉及具体品牌:
| 设备类别 | 典型配置 | 用途 |
|---|---|---|
| 光刻与图形化设备 | 匀胶机 / 光刻机 / 显影设备 | UBM 与凸块模具图形化 |
| UBM 沉积设备 | PVD 溅射台 / 化学镀设备 | Ti/Cu、Ti/Ni/Au 等 UBM 层沉积 |
| 电镀设备 | 电镀凸块设备(Cu/Ni/SnAg/Au) | 铜柱、焊球与微凸块电镀成型 |
| 回流设备 | 回流炉 | 焊球回流成型与润湿 |
| 检测设备 | AOI 外观检测 / 剪切力测试 / 轮廓仪 / 剖面 SEM | 凸块外观、高度与可靠性验证 |
处理器封装项目采用铜柱凸块配 Ti/Cu UBM,与 RDL 同线完成,随批提供高度均匀性与剪切力抽测数据。
凸块高度均匀性与界面形貌满足倒装互连要求。
激光器/探测器项目采用 AuSn 共晶凸块,配合 Ti/Ni/Au UBM,实现免助焊剂的气密互连。
共晶焊接气密性好,界面润湿经剖面抽检确认。
科研项目采用 Au 钉头凸块,免掩膜版与 UBM 电镀流程,启动成本低、交付周期短。
快速完成互连验证,后续可转入铜柱或焊球路线放量。