在先進(jìn)封裝車間里，業(yè)內(nèi)常把凸點(diǎn)比作芯片間的“微型橋梁”——直徑小到20微米（比頭發(fā)絲還細(xì)），卻要扛起每秒數(shù)十億次的信號傳輸重任。作為焊料廠家的研發(fā)工程師，今天就用“車間白話”聊聊先進(jìn)封裝凸點(diǎn)制作的材料選擇、工藝門道和避坑指南。?

一、給“橋梁”選建材：凸點(diǎn)焊料怎么挑？?

就像蓋橋要選鋼筋還是鋼索，凸點(diǎn)焊料也得按“承載需求”定材料。

1. 錫基焊料：性價(jià)比之王，90% 場景都用它?

SAC 系列（錫銀銅）：我們車間最常用的“萬金油”。比如 SAC305（含3% 銀、0.5%銅）熔點(diǎn)217℃，焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度能到45MPa，汽車芯片、手機(jī)處理器都愛用。但要注意，銀含量越高成本越貴，普通消費(fèi)電子用SAC105（1%銀）就夠了。?

SnBi低溫焊料（錫鉍）：熔點(diǎn)只有138℃，適合3D堆疊時(shí)“低溫焊接”——比如已經(jīng)焊好一層芯片，再疊第二層時(shí)用它，不會把下層焊點(diǎn)烤化。缺點(diǎn)是有點(diǎn)脆，摔一下容易裂，所以穿戴設(shè)備里會搭配柔性基板用。?

2. 銅基凸點(diǎn)：高頻高速場景的“硬核選擇”?

純銅柱加錫帽的組合，就像“鋼筋混凝土橋”。銅的導(dǎo)電性比錫好5倍，熔點(diǎn)高達(dá)1083℃，在5G基站芯片、GPU這類高頻（>10GHz）設(shè)備里，信號傳輸損耗能降30%。但銅容易氧化，我們會在表面鍍一層鎳金“防護(hù)衣”，過85℃/85% RH 測試1000小時(shí)都不生銹。?

3. 特殊場景的“貴價(jià)材料”?

金錫合金：熔點(diǎn)280℃，抗氧化能力極強(qiáng)，航天、軍工芯片用得多。但金價(jià)擺在那兒，一顆芯片光凸點(diǎn)材料成本就比錫基貴10倍，一般場景真用不起。?

金屬間化合物：比如銅錫反應(yīng)生成的Cu?Sn，熔點(diǎn)676℃，焊點(diǎn)強(qiáng)度是錫基的2倍?，F(xiàn)在我們在Chiplet封裝里試產(chǎn)，缺點(diǎn)是焊接時(shí)得精確控制溫度和壓力，差 3℃就可能“焊不牢”。?

二、“橋梁”質(zhì)量過關(guān)的硬指標(biāo)：這些參數(shù)必須盯死?

做了封裝焊接材料，我總結(jié)出凸點(diǎn)合格的“三板斧”。

1. 電氣性能：信號不能“堵車”?

電阻得?。恒~基凸點(diǎn)電阻<5mΩ，錫基< 10mΩ，不然高頻信號跑著跑著就 “減速” 了。?

接觸要穩(wěn)：焊盤和凸點(diǎn)的接觸面積得占95%以上，空洞（氣泡）不能超 5%——就像橋基不能有空洞，不然容易塌。?

2. 機(jī)械強(qiáng)度：抗造才是王道?

剪切力測試：拿探針推凸點(diǎn)，至少要30MPa才合格（相當(dāng)于指甲蓋大小的面積能承受3公斤力）。我們車間用SAC305做的凸點(diǎn)，經(jīng)常能到45MPa。?

耐疲勞：-40℃到125℃反復(fù)冷熱沖擊1000次，焊點(diǎn)不能裂。汽車芯片要求更嚴(yán)，得扛2000次，這時(shí)候銅柱凸點(diǎn)的優(yōu)勢就顯出來了。?

3. 工藝適配性：機(jī)器“好干活”才量產(chǎn)快?

錫膏印刷時(shí)，觸變性要?jiǎng)偤茫禾×藭八叀保ㄏ駭偁€的煎餅），太稠了印不飽滿。我們調(diào)試了上百次配方，把觸變指數(shù)定在3.5，印刷0.1mm間距的凸點(diǎn)也不橋連。?

焊料熔化后得“聽話”：潤濕性要好，能均勻鋪滿焊盤（鋪展面積≥80%）。秘訣是助焊劑，低鹵素配方（<500ppm）既能除氧化，又不會腐蝕芯片。?

三、凸點(diǎn)制作的3種工藝，各有各的“坑”?

1. 電鍍工藝：精度高但“嬌氣”?

適合做細(xì)間距（<50μm）凸點(diǎn)，比如手機(jī)芯片的0.3mm pitch。流程是先在焊盤上蓋層光刻膠，刻出凸點(diǎn)形狀，再用電鍍把焊料“填”進(jìn)去。?

避坑點(diǎn)：電鍍液里的雜質(zhì)不能超過0.001%，上次車間不小心混進(jìn)一點(diǎn)鐵，結(jié)果做出來的銅柱脆得像餅干，一掰就斷。?

設(shè)備要求：電鍍機(jī)的電流得穩(wěn)，波動超過1%，凸點(diǎn)就會長歪（垂直度偏差 > 2°），后續(xù)焊接準(zhǔn)橋連。

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2. 印刷 - 回流工藝：量產(chǎn)快但細(xì)節(jié)多?

把錫膏用鋼網(wǎng)印到焊盤上，過回流爐一烤就成凸點(diǎn)，適合消費(fèi)電子量產(chǎn)。?

鋼網(wǎng)是關(guān)鍵：電鑄鋼網(wǎng)的開孔內(nèi)壁要光滑（Ra<0.1μm），不然錫膏粘在上面，印出來的凸點(diǎn)就缺個(gè)角。我們試過激光切割鋼網(wǎng)，效果差遠(yuǎn)了，還是電鑄的靠譜。?

回流曲線別亂設(shè)：SAC305得加熱到 240℃（熔點(diǎn) + 20℃），但升溫不能太快（≤3℃/秒），不然助焊劑揮發(fā)太猛，焊點(diǎn)會冒泡。氮?dú)夥諊锖福ㄑ鹾?< 50ppm），焊點(diǎn)亮得像鏡面，潤濕性直接提升30%。?

3. 固態(tài)焊接：新方向但門檻高?

不用把焊料熔化成液態(tài)，靠金屬擴(kuò)散形成焊點(diǎn)。我們在3D堆疊里試這個(gè)工藝：?

溫度控制要“摳”：銅錫反應(yīng)最佳溫度260℃，高3℃就會生成脆化相，低3℃又焊不牢。?

壓力得均勻：整個(gè)晶圓上的壓力差不能超過5%，不然有的地方焊緊了，有的地方還是松的。?

凸點(diǎn)雖小，卻是先進(jìn)封裝的“咽喉要道”。選材料時(shí)別盲目追高端，手機(jī)芯片用 SAC305 就夠了；做工藝時(shí)多盯細(xì)節(jié)——鋼網(wǎng)精度差2μm、回流溫度差5℃，良率可能就掉20%。我們焊料廠家天天跟這些“小家伙” 打交道，最明白：靠譜的凸點(diǎn)，都是材料、設(shè)備、工藝磨出來的。