一，Bumping工艺定义：

     Bumping 是指在半导体芯片的I/O焊盘上，通过一系列晶圆级工艺，制作出微型金属凸起结构的工艺过程。这些凸块将成为芯片与外部互连（如基板、另一颗芯片或中介层）的电性连接和机械连接点。

简单来说，它把芯片上平面的、微小的铝/铜焊盘，变成立体的、间距更易处理的金属“柱子”或“球”，从而实现更高密度、更高性能的互连。

根据材料、形状和工艺，主要分为以下几类：

1. 焊料凸块

• 材料：主要为锡银、锡银铜 等铅焊料。

• 工艺：通常通过电镀或植球法形成。

• 特点：成本较低，工艺成熟，在回流焊时通过自身熔化与基板焊盘形成连接，有一定的自我对准能力。常用于消费类电子产品。

2. 铜柱凸块

• 材料：铜为核心柱体，顶部通常覆盖一层薄薄的焊料帽。

• 工艺：通过光刻、电镀形成高纵横比的铜柱，再电镀一层焊料。

• 特点：

• 更细的间距：铜柱可以做得更高、更细，实现微米级间距（如40µm, 20µm甚至更小），是超高密度互连的关键。

• 更高的电流承载能力。

• 更好的热性能。

  广泛应用于高性能计算、GPU、FPGA等高端芯片。

  

3. 金凸块

• 材料：纯金。

• 工艺：通常通过电镀或拾取放置形成。

• 特点：优异的导电性、抗氧化性和延展性，但成本高。常用于对可靠性要求极高的领域（如军事、航天）或需要与金线键合的显示驱动芯片。

  
  

4. 混合凸块 / 微凸块

• 在2.5D/3D封装中，用于芯片与中介层或芯片与芯片之间的垂直堆叠互连。

• 通常尺寸更小（直径可能小于10µm），可能采用铜-锡、铜-锡银等结构，通过热压键合或混合键合 等技术实现连接。

1. 几何与布局规则

这是最基础、最直观的规则，直接定义了凸块的物理形态。

• 凸块直径 / 宽度： 凸块顶部（对于焊料球）或柱体（对于铜柱）的尺寸。通常在数十微米到一百多微米之间。铜柱凸块可以做得更细（如20-40µm）。

• 凸块高度： 从芯片表面到凸块顶点的垂直距离。铜柱凸块通常更高（如40-100µm），以提供更好的应变缓冲。

• 凸块间距： 相邻凸块中心到中心的距离。这是衡量互连密度的最关键参数。

• 节距 通常指的就是这个中心距。例如，130µm节距、55µm节距、40µm节距等。先进封装正向10µm以下迈进。

• 凸块阵列类型：

• 全阵列： 凸块均匀分布在芯片有源面上，提供最高的I/O密度和最好的电源分布。

• 周边阵列： 凸块仅分布在芯片四周，密度较低，但工艺相对简单（是从引线键合到倒装的过渡形态）。

• 凸块形状： 焊料球为球形或回流后的钟形，铜柱为柱形加焊料帽。

• 逃逸布线： 指从芯片内部焊盘连接到凸块位置的金属布线。设计规则会规定RDL的线宽/线距、最小转弯半径、与凸块的对接方式等。

2. 电气性能规则

确保信号完整性、电源完整性和满足电流承载要求。

• 电流承载能力： 每个凸块能安全传输的最大电流（如100mA-300mA）。这决定了为电源/地网络分配多少个凸块（通常需要大量凸块并联以降低电阻和电感）。

• 电阻、电感、电容： 凸块本身和RDL的RLC参数会影响高速信号的衰减、延迟和串扰。设计时需通过仿真进行控制。

• 电源/地网络设计： 必须有足够数量的电源和地凸块，并以低阻抗路径连接到芯片内部，以避免电压降和地弹噪声。通常采用电源-地凸块对的形式布局。

• 信号完整性：

• 差分对匹配： 高速差分信号的凸块必须成对、等长、对称放置。

• 返回路径： 为高速信号凸块提供邻近的地凸块，以确保清晰的信号返回路径。