凸點裝或將流行-凸點半導體芯片封裝需求呈指數級增長

炎炎夏季，凸點裝悄然興起，時尚大咖說這將成為女性服飾的趨勢。無獨有偶，在半導體芯片封裝領域，凸點技術（Bumping）近幾年也非常火，市場需求持續呈現指數級增長，相關封裝測試廠盡管產能全開，依然出現供不應求的局面。

凸點半導體芯片封裝需求呈指數級增長

面對龐大的市場需求，目前，該產線已向JCET客戶交付量產產品，有望在未來幾個季度內獲得更多國際一流客戶的量產認證。

什么是凸點封裝？

凸點技術在英文中是Bumping，即晶圓凸點技術。

在晶圓表面長出凸點（金、錫鉛等）后，將本來要打金線的長有凸點的芯片正面，倒過來扣在基板上，與基板相連連結，讓電信號通過凸點導通。制作晶圓凸點的關鍵是UBM(under ball metal)技術，即沉積凸點下金屬層。

UBM的主要作用是：

（1）作為互聯的鍵合層。

（2）阻擋ball材料原子擴散至下層金屬材料。

（3）粘接下層介電材料和金屬層，并阻擋污染物沿介電層水平方向遷移至下層金屬。

UBM制作質量直接影響焊錫凸點結構可靠性?？紤]到成本效益高于其他工藝特別是蒸鍍，目前UBM多數由濺鍍工藝制作。

一般而言，UBM必須要承受多次回流（經常高達20次）而不損壞。由于UBM是將焊錫凸點和焊盤金屬化層粘貼在一起的結構，必須通過切應力和拉伸應力的測試，以保證UBM必須具有足夠的強度，而不會因為時間、溫度、濕氣和偏置電壓等因素發生性能退化。

典型晶圓凸點工藝

在晶圓凸點制作中，目前有三種主要的凸點工藝：

（1）蒸鍍

該技術由IBM發明并應用與量產，它采用Cr和Cu材料，通過鉬投影掩膜進行蒸鍍制作UBM。對于高含鉛焊料凸點具有極高的可靠性。在蒸鍍工藝中，掩膜對中十分重要，并且掩膜設計必須考慮CTE和晶圓的動態溫度變化。

由于蒸鍍工藝材料利用率較低，所以工藝成本極高。同時，蒸鍍工藝一般可接受的面陣列節距極限為225um，不適應當前產品對于小節距的要求。

（2）模板印刷/濺鍍工藝

該工藝的模板可以是金屬掩膜或光學掩膜，其UBM結構為Al/Ni-V/Cu、Ti/W/Cu等。

光學掩膜可以制作較細節距的凸點，但用于更細節距的話良率是主要問題，對于較大節距本工藝也收到限制，比如較薄或較脆的晶圓。模板印刷工藝的的低成本是有限制的，電鍍時必須使用光學掩膜。細節距凸點容易產生凸點的空洞缺陷。由于助焊劑必須與焊膏混合，回流工藝必須監測和控制空洞的形成。

（3）電鍍工藝

電鍍工藝應用于極細節距凸點的成本效益最好，良率最高，速度最快，凸點密度高。

一般流程是通過盲鍍或濺射（成本更低）一層UBM，再使用光刻膠制成的電鍍掩膜，通過顯影形成側壁斜率精確控制的焊壩。然后電鍍凸點，回流后刻蝕UBM。

該方法可以制作節距低至50um的凸點，且分布均勻。

JCET的凸點半導體芯片封裝技術

凸點技術應用

凸點技術一般用于倒裝半導體芯片封裝生產，應用產品涵蓋汽車、無線、計算以及其他智能終端領域，其產業生態正在高速成長。

以JCET的凸點技術為例，其產線位于100級和1000級無塵車間，擁有電鍍、共晶、SnPb、高鉛、無鉛和銅柱凸點技術，目前正在量產的凸點間距可低達90um，最低可達35um，可用于倒裝（FC）、POP封裝、晶圓級封裝（WLCSP）和系統級封裝（SiP）以及封裝測試代工服務。

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