凸点材料与制备方法

凸点按材料分为金（Au）凸点、铜/镍/金（Cu/Ni/Au）凸点、铜柱凸点、锡/铅（Sn/Pb）凸点和锡/银/铜（Sn/Ag/Cu）凸点等。按结构和形状可分为蘑菇形、直状、圆柱形、球形、迭层、周边形、微型和面阵凸点等。

凸点的制备方法多达12种，常见的有蒸发溅射法、电镀法、化学镀法、机械打球法、焊膏印刷法和植球法等。其中，电镀法是晶圆级凸点的主要制备方法，通过电化学沉积在PVD种子层上沉积金属。采用电镀制备的晶圆凸点高度均匀性优异，一般控制在5%以内，且工艺可控，适用于细间距高密度的微凸点制造。当前，电镀技术已经成熟，能够实现小于10μm直径的晶圆凸点制造，广泛应用于图像处理器、存储器芯片、ASIC（专用集成电路）、FPGA（现场可编程门阵列）等产品中。

 凸点制备方法

凸点材料与制备技术

凸点键合工艺介绍

倒装回流焊和热压键合工艺流程

（来源：John H. Lau《Fan-out Wafer-Level Packaging》）

晶圆级凸点技术的进步也促进了凸点键合技术的发展。当凸点间距从200 μm缩小至50 μm时，键合工艺从回流焊升级为TCB（热压键合）；当间距进一步缩小到10 μm时，混合键合工艺成为必要。

由于高产率和自对准效应，倒装回流焊（MR）成为C4或铜柱焊料凸点最常用的键合方法，广泛应用于大型计算机、服务器、网络及电信ASICs中。其工艺流程如图二a所示：芯片的凸点蘸取助焊剂后，通过贴片工艺与基底的UBM对位连接，经过回流焊接形成金属键合，最后清洗助焊剂并进行底部填充以提升可靠性。

近年来，针对高密度、细间距凸点的Chip to Wafer（C2W）和Chip to Substrate（C2S）TCB工艺逐渐受到青睐。TCB工艺主要分为低键合力热压（TC-MUF技术）和高键合力热压（TC-NCP、TC-NCF技术），后者需要使用NCP和NCF材料。

当凸点间距缩小到20 μm以下时，Cu-Cu混合键合技术成为必需。Cu-Cu混合焊接包括表面清洗、氧化物去除、表面活化（湿法清洗和等离子体活化）、光学校准和加热键合。