一、凸块（Bump）是什么

凸块是在芯片I/O焊盘上制作的微米级金属凸起，替代传统引线键合，实现芯片与基板/PCB/另一芯片的高密度、短路径、高可靠电气互连，是倒装FC、WLP、2.5D/3D、HBM的核心基础。

二、核心结构：UBM+凸点本体

- UBM（凸点下金属化层）：Al焊盘→Ti/Cr（粘附）→Ni/Ti-W（阻挡）→Cu/Au（润湿），防扩散、防腐蚀、降接触电阻。
- 凸点本体：主流为铜柱Cu Pillar（高性能）、锡焊料凸块C4（通用）、微凸点Microbump（2.5D/3D）。

三、主流凸块技术（按性能/密度排序）

1. 铜柱凸块（Cu Pillar，最主流）

- 结构：UBM+高铜柱+锡帽（20–100μm） 。
- 优势：间距小（≤40μm）、I/O密度高、导电/导热强、可靠性好，适配AI/GPU/高端SoC。
- 工艺：电镀（主流），铜柱高20–50μm，顶部镀SnAg焊帽。

2. 锡焊料凸块（C4，传统FC）

- 结构：UBM+锡球（50–200μm）。
- 优势：工艺成熟、成本低、回流焊简单，适用于中低端FC、BGA。
- 工艺：印刷/植球/蒸发，间距≥80μm。

3. 微凸点（Microbump，2.5D/3D/HBM）

- 尺寸：1–25μm，间距20–50μm。
- 特点：极高密度、超薄间距，用于HBM堆叠、3D IC、硅中介层互连。
- 工艺：超薄电镀+精细光刻，良率要求极高。

4. 金凸块（Gold Bump，特殊场景）

- 特点：导电性好、耐腐蚀、适合高频/射频/光电器件，成本高。
- 工艺：电镀/溅射，用于窄带、高可靠场景。

四、核心制造流程（电镀法，主流）

1. 晶圆清洗：去除颗粒、有机物、氧化物。
2. UBM沉积：溅射Ti/Ni/Cu，形成粘附-阻挡-润湿层。
3. 光刻/曝光：定义凸点位置与尺寸。
4. 电镀成型：电镀铜柱（20–50μm）→镀锡帽（10–20μm）。
5. 去胶/蚀刻：去除光刻胶，刻蚀多余UBM。
6. 回流/检测：回流焊成球，检测共面性、高度均匀、无空洞。

五、关键技术指标（良率/可靠性核心）

- 间距Pitch：铜柱≥40μm，微凸点20–50μm，决定I/O密度。
- 共面性：高度差≤5μm，否则虚焊/开路。
- UBM阻挡性：防Cu-Sn扩散，避免脆化失效。
- 电迁移EM：高电流密度下（≥10⁴A/cm²）抗迁移能力。
- 热循环可靠性：-55℃~125℃循环≥1000次无开裂。

六、应用与趋势

- 高端芯片：AI/GPU、HBM、高端SoC→铜柱+微凸点。
- 中低端：消费电子、MCU→锡凸块。
- 先进封装：2.5D/3D、Fan-out→微凸点+RDL。
- 趋势：更小间距（<20μm）、更高密度、更低电阻、更高可靠性，铜柱逐步替代传统锡凸块。

七、国产现状

- 设备：电镀、光刻、检测设备逐步突破，国产化率提升。
- 材料：UBM靶材、电镀液、光刻胶实现国产替代。
- 厂商：长电科技、通富微电、华天科技已规模量产铜柱/微凸点。