凸点是一种先进的晶圆级工艺技术,在将晶圆切成单个芯片之前,在晶圆上形成由焊料制成的凸点。凸块可以由共晶、无铅、高铅材料或晶圆上的铜柱组成,是将芯片和基板连接在一起的基本互连组件。凸块根据材质可以分为金凸块、铜镍金凸块、铜柱凸块、焊球凸块。伴随着半导体技术的持续发展,凸点尺寸也在不断缩小,目前微凸块(μBump)已经达到间距为几十微米。
凸块技术相对于传统的引线框架封装具有一定优势,电气连接的损耗明显减少,分布电感变小,更适合高速信号传输;能够在更小的空间内形成更多的I/O口,实现更高的数据处理带宽。微凸块技术在半导体领域的应用可以进一步助力电子封装实现小型化、轻薄化。
半导体封装是提升半导体产品的性能,降低技术成本,最终实现良品率的提高和工艺节点的突破,是后摩尔时代技术创新的主流方向之一,主要有保护、支撑、连接和散热的作用。随着技术的发展,先进封装已经成为半导体封装的发展方向。微凸块(μBump)在倒装封装(Flip-Chip)、扇出型(Fan-out)封装、芯片级封装(CSP)、三维立体封装)(3D)、系统级封装(SiP)等先进封装技术中均有应用,目前应用最多的领域为倒装封装(Flip-Chip)。在倒装封装中,使用焊料凸块将硅芯片直接连接到基板上在电气、机械和热性能方面起着重要作用。
凸块制造技术起源于IBM在20世纪60年代开发的C4工艺,技术使用金属共熔凸点将芯片直接焊在基片的焊盘上,焊点提供了与基片的电路和物理连接。目前,凸块的制作方法有多种,每种方法都各有其优缺点,适用于不同的工艺要求。凸块制造过程一般是基于定制的光掩模,通过真空溅镀、黄光、电镀、蚀刻等环节而成。凸点工艺在产业链中的位置介于前道晶圆制造和后道封装测试之间,被称作“中道”制造。微凸块技术作为倒装封装和板级半导体封装等先进封装技术的关键材料之一,目前国内如华天科技拥有从C4到C2以及微凸点制备的技术。
新思界产业研究中心整理发布的《
2025年全球及中国微凸块(μBump)产业深度研究报告》显示,预计今后几年,随着半导体技术的发展,对更高密度互连的需求推动了微凸块技术的发展,微凸块的市场需求将会进一步增长,行业具有较大的发展空间。