Bumping技術(shù)，也稱為凸塊技術(shù)，是一種在半導體封裝領(lǐng)域中用于實現(xiàn)芯片與外部電路連接的關(guān)鍵工藝。這種技術(shù)通過在芯片表面制作微小的金屬凸點（bumps），為芯片提供了電氣互連的“點”接口，從而允許芯片與封裝基板或其他芯片進行連接。Bumping技術(shù)廣泛應(yīng)用于倒裝芯片（Flip Chip）、晶圓級封裝（Wafer Level Package, WLP）、扇出型封裝（Fan-out Package）等先進封裝技術(shù)中。
傳統(tǒng)封裝一般利用引線框架作為載體，采用引線鍵合互連的形式進行封裝，即通過引出金屬線實現(xiàn)芯片與外部電子元器件的電氣連接；而在先進封裝中則主要采用倒裝鍵合互連的方式實現(xiàn)連接。采用Bumping技術(shù)相比傳統(tǒng)打線，其電氣連接路徑變得更短，損耗變??；分布電感變小，更適合高速信號傳輸；連接密度更大，可以在芯片表面形成更多I/O口，數(shù)據(jù)處理帶寬更高；而且生產(chǎn)效率會更高，Bumping的制作過程是整張晶圓同時進行，比傳統(tǒng)打線連接生產(chǎn)效率高。
（傳統(tǒng)封裝的引線鍵合連接 vs 先進倒裝工藝的Bump連接）
Bumping是先進封裝電氣連接和工藝演化延伸的重要基礎(chǔ)。倒裝芯片（FC）技術(shù)、扇出型（FO）封裝技術(shù)、扇入型（Fan-in）封裝技術(shù)、芯片級封裝（CSP）、三維立體封裝（3D）、系統(tǒng)級封裝（SiP）等先進封裝結(jié)構(gòu)與工藝實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)均涉及凸塊制造技術(shù)。
電子封裝向著小型化、輕薄化的方向發(fā)展，凸塊制備工藝呈現(xiàn)出凸塊尺寸/凸塊間距不斷縮小、功能密度不斷提高的發(fā)展趨勢。凸塊間距（Bump Pitch）越小，意味著凸點密度增大，封裝集成度越高，難度越來越大。
常見的凸塊類型主要有兩種：Solder bump/焊料凸塊, 和Cu pillar bump/銅柱凸塊，銅柱凸塊比焊料凸塊有更好的可靠性，和可接受單列更小的排列間距從而獲得更高的封裝密度。
上圖顯示在相同的電流/溫度條件及類似的凸塊/UBM 結(jié)構(gòu)中，銅柱凸塊的壽命比錫銀凸塊更長。甚至在相同條件下經(jīng)過 8000 個小 時測試以后，未觀察到銅柱凸塊發(fā)生故障。
UBM
在凸塊下方的UBM(Under Bump Metallization) 扮演著至關(guān)重要的角色。它位于芯片的焊盤（Pad）和凸點之間， 通常由3層組成，從芯片焊盤開始有粘附層，載流層，潤濕層。UBM有提供良好的黏附性，防止金屬擴散，電遷移阻擋，保護焊盤，提高焊接質(zhì)量，應(yīng)力緩沖等作用。UBM通常由多層金屬組成，如鈦（Ti）、銅（Cu）、鎳（Ni）和金（Au）等，這些金屬層通過不同的工藝，如濺鍍、電鍍等方法沉積在芯片的焊盤上。
制作焊料凸塊通常有3種方法，印刷法(Printing)，電鍍法(Plating)，球滴法(Ball Drop)， 其中以電鍍法使用最為廣泛。
印刷法
印刷法制作焊料凸塊通過焊膏的絲網(wǎng)印刷工藝來實現(xiàn)。在焊盤上沉積 UBM 后，使用自動漏印板或絲網(wǎng)印刷結(jié)合精密漏印板，對特制的焊膏進行刮板印刷得到焊料圖形，并采用回流焊的方式使焊料凸點變?yōu)榍蛐汀?nbsp;印刷法成本較低，但可能存在印刷空洞等問題，且難以滿足100微米以下間距的要求。
(印刷法制作凸塊）
電鍍法(Plating)
電鍍法包括在晶圓表面沉積UBM（Under Bump Metallization），然后通過電鍍在UBM上形成凸塊。這種方法可以用于焊球凸塊和銅柱凸塊的制備，具有較高的良率和生產(chǎn)效率。
電鍍法制作焊料凸塊）
球滴法/植球法（Ball Drop）
這種方法涉及將預(yù)制的焊料球（如錫球）放置在晶圓上的指定位置，通常使用自動化設(shè)備精確地將焊料球放置在UBM層上。之后，通過回流焊使焊料球與UBM層結(jié)合，形成凸塊。這種方法適用于倒裝芯片（Flip Chip）技術(shù)，可以實現(xiàn)高密度的凸塊布置。植球法因其工藝穩(wěn)定、產(chǎn)能大，良品率高，適用于 晶圓凸點的大規(guī)模生產(chǎn)，被廣泛應(yīng)用于圖像傳感器、 電源管理芯片、高速器件和光電器件等領(lǐng)域。但植求法容易發(fā)生多球，少球，球偏等問題，在小直徑凸塊應(yīng)用中不再適用。
（植球法制作焊料凸塊）
銅柱凸塊
銅柱凸點由銅柱和焊料帽組成，銅柱提供機械支撐和電氣連接（銅柱還能更好的導熱），焊料帽將芯片與基板通過焊接進行電氣互連。通常在銅柱和焊料帽之間還會加入金屬鎳層作為阻擋層，防止焊料帽和銅柱界面在焊接過程中生成金屬間化合物，導致器件可靠性和壽命受到影響。
(銅柱凸塊制作流程）
目前全球先進封裝市場以FC(倒裝芯片)市場為主。根據(jù)Yole 數(shù)據(jù)，預(yù)計2020-2026 年2.5/3D 堆疊，層壓基板ED 封裝和扇出型封裝的平均年復(fù)合增長率較大，分別為24%、25%和15%。未來部分封裝技術(shù)在特定領(lǐng)域?qū)羞M一步的滲透和發(fā)展，比如FO 封裝在手機、汽車、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域會有較大增量空間；2.5D/3D 封裝在AI、HPC、數(shù)據(jù)中心、CIS、MEMS 傳感器等領(lǐng)域會有較大增量空間。
