倒装芯片凸点成型工艺
UBM（Under Bump Metallization）与Bump（焊球）形成工艺流程。我们可以将整张流程图分为三大阶段来理解：
🔧 一、UBM（Under Bump Metallization）工艺流程（黄色区域）
目的：在芯片焊盘上形成一个用于支持焊球连接的金属结构，具备良好的润湿性、电导性、粘附性与阻挡性。
🔹流程步骤：
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C4 Mask Application
应用光刻掩膜，界定UBM区域。 -
Oxide Removal（氧化物去除）
采用干法刻蚀（ICP、Sputter、Ion Etch）或湿法（化学蚀刻）去除表面氧化物，以提升UBM附着力。 -
UBM Deposition（UBM沉积）
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Sputtering / Evaporation 蒸镀/溅射：沉积多层金属，如：
- 粘附层：Cr, Ti, TiW
- 阻挡层：Ni, W, V
- 润湿层：Cu, Au, Sn
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Electroless Plating（化学镀）：无电电镀 Ni，用于简化制程。
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常见UBM金属系统示例：
Cr–Cu–Cu–Au、Ti–Ni–Cu、Al–Ni–V–Cu
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🟡 二、Bump形成工艺（红框区域）
目的：在UBM上生成具有高度机械、电性可靠性的微小焊球，供Flip Chip互连使用。
🔹Bump Deposition 方法（可选）：
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Evaporation 蒸发沉积（如 E3 工艺）
精准控制共晶金属厚度，适合高密度焊球。 -
Electroplating 电镀
最常用方式，控制合金比例（如 Pb/Sn 95/5，Sn/Ag 等）。 -
Screen Printing / Stencil Printing
通过网板印刷焊膏后回流焊接成球，适合低密度封装。 -
Solder Sphere Placement 球体放置
使用机械方式将标准尺寸焊球放置在焊盘上，再进行回流熔接。 -
C4NP（Controlled Collapse Chip Connection New Process）
是 IBM 开发的新工艺，利用无助焊剂、液态预置锡球技术，实现更洁净、更稳定的焊接连接。
🔁 三、后处理 Reflow & 清洗（蓝色区域）
🔹Post Treatment / Reflow：
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Wafer Reflow
在精控温度下将焊料熔融、球化并与UBM良好润湿。 -
Mask Removal / PR剥离 / Etchback UBM
去除光刻胶、刻蚀多余UBM金属。 -
Flux Cleaning 助焊剂清洗
去除有机残留，避免信号污染或可靠性问题。
🧪 常用Bump材料（右下角列出）
| 合金 | 说明 |
|---|---|
| Pb/Sn 95/5 | 高熔点，共晶温度~300°C |
| Pb/Sn 37/63 | 共晶焊料，熔点183°C |
| Au/Sn | 高可靠性金属系统，常用于光电器件 |
| Sn/Ag | 无铅封装主流选项 |
| Pb-Free | 符合RoHS环保要求的新型焊料体系 |
🧭 总结关键要点：
- UBM 是封装成功的基础：决定焊球附着性与长期可靠性；
- Bump 工艺多样化：可根据密度、成本、可靠性需求灵活选择；
- E3 蒸发型工艺 / 电镀工艺 是高端 Flip Chip 封装首选；
- C4NP 技术 开启助焊剂替代的新方向；
- 整体流程结合了光刻、蚀刻、薄膜沉积、回流焊等多项微电子制造工艺。