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微凸块互联技术综述

更新时间：2026-06-07 11:55:43 大小：18K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：互联技术 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、微凸块互联技术概述

微凸块（Micro-bump）互联是先进三维集成电路（3D IC）封装中实现芯片间垂直电气互连的核心技术，主要应用于芯片堆叠（Chip Stacking）、异质集成（Heterogeneous Integration）等先进封装场景，能够在极小的面积内实现高密度、短距离的信号传输，解决传统二维封装中带宽不足、互连延迟过高的问题。

与传统封装中的焊球（Solder Ball）互联相比，微凸块互联的凸块尺寸和间距更小：常规倒装芯片焊球的直径通常在100μm以上，间距在150μm以上；而微凸块的直径一般在1μm~50μm范围内，间距可以缩小到10μm~100μm，部分先进工艺甚至可以实现间距低于10μm的超高密度互连，能够支持每平方厘米上万甚至数十万的互连触点，满足先进芯片对高密度I/O的需求。

二、微凸块互联的核心结构与材料体系

2.1 典型结构组成

微凸块互联的典型结构从芯片侧到互连层一般包括：芯片钝化层开口、under-bump metallization（UBM，凸块下金属化层）、微凸块主体、焊料层、互连界面，以及底部填充胶（Underfill）。其中：

· 钝化层开口：用于暴露芯片I/O焊盘，限定微凸块的形成区域，一般由二氧化硅（SiO₂）、氮化硅（Si₃N₄）或者聚合物绝缘材料制备。

· UBM层：作为芯片焊盘与微凸块之间的过渡层，作用是改善焊料浸润性、阻挡扩散、提供粘附力，典型结构为“粘附层+阻挡层+浸润层”的多层结构，常用材料组合为Ti/Cu、TiW/Cu、Ni/Au等。

· 微凸块主体：根据制备工艺不同，可以是铜柱、镍柱或者直接由焊料成型，铜凸块是当前主流方案，兼具导电性好、强度高、抗电迁移性能优异的优势。

· 焊料层：用于回流焊过程中实现两片芯片微凸块的熔合互连，常用材料包括锡铅（SnPb）焊料、无铅焊料如锡银铜（SAC）、锡银（SnAg），以及针对超细间距开发的铟（In）、锡铟（SnIn）等低熔点焊料。

· 底部填充胶：填充在芯片堆叠的间隙中，用于分散应力、保护互连界面，提高封装可靠性，一般为环氧树脂基填充材料。


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