作為焊料廠家，我們常說(shuō)“封裝技術(shù)的升級(jí)，本質(zhì)是凸點(diǎn)的升級(jí)”。從早期的插裝芯片到如今的3D堆疊，凸點(diǎn)制作始終是連接芯片與外部世界的核心環(huán)節(jié)。今天就從焊料廠家工程師的視角，簡(jiǎn)單回顧封裝的發(fā)展，聊聊凸點(diǎn)制作的“進(jìn)化史”，以及作為焊料的錫膏如何一路適配這些變化。?

一、凸點(diǎn)制作在封裝流程中的“定位”：始終是“互連橋梁”?

無(wú)論哪種封裝形式，凸點(diǎn)制作都處于芯片與基板/載板互連的前端環(huán)節(jié)，相當(dāng)于給芯片“裝插頭”。

具體來(lái)說(shuō)：?在晶圓級(jí)封裝中，它是切割前的最后一步——在晶圓上做好凸點(diǎn)，再切割成單顆芯片。在傳統(tǒng)封裝中，凸點(diǎn)緊隨芯片切割之后，是芯片貼裝到基板前的關(guān)鍵工序。簡(jiǎn)單說(shuō)，沒(méi)有凸點(diǎn)，芯片就是“孤島”，無(wú)法與外界傳輸信號(hào)。?

二、封裝形式升級(jí)倒逼凸點(diǎn)“迭代”：從“粗放”到“精密”?

1. 插裝時(shí)代（DIP/SOP）：凸點(diǎn)只是“配角”?

封裝特點(diǎn)：芯片通過(guò)長(zhǎng)引腳插入 PCB 孔中，引腳間距≥2.54mm，對(duì)互連精度要求低

凸點(diǎn)角色：此時(shí)還沒(méi)有“獨(dú)立凸點(diǎn)” 概念，僅在引線(xiàn)鍵合處形成微小焊點(diǎn)，相當(dāng)于“臨時(shí)固定點(diǎn)”。?

材料應(yīng)用：以錫鉛合金為主（熔點(diǎn) 183℃），成本低、潤(rùn)濕性好。?

工藝：手工蘸取焊錫膏點(diǎn)涂，再經(jīng)簡(jiǎn)易加熱固化，焊點(diǎn)直徑≥500μm，幾乎無(wú)精度要求。

錫膏狀態(tài)：顆粒度 T3 級(jí)（25-45μm），助焊劑含量高，能容忍焊盤(pán)氧化。?

2. 面陣封裝時(shí)代（BGA/CSP）：凸點(diǎn)成為“主角”?

封裝特點(diǎn)：I/O 引腳從邊緣擴(kuò)展到整個(gè)芯片表面，間距縮小至0.8-1.2mm，需要密集的 “點(diǎn)接觸”。?

凸點(diǎn)角色：替代長(zhǎng)引腳成為主要互連結(jié)構(gòu)，直接決定封裝尺寸和信號(hào)傳輸效率。?

材料變化：無(wú)鉛化推動(dòng)錫基焊料主流化，SAC305成為首選，熔點(diǎn)217℃，滿(mǎn)足RoHS要求；部分高端場(chǎng)景開(kāi)始試用銅柱凸點(diǎn)（導(dǎo)電性提升5倍）。?

工藝升級(jí)：電鍍工藝普及，能做出高度一致的凸點(diǎn)（偏差≤5μm）；印刷——回流工藝也開(kāi)始應(yīng)用，通過(guò)鋼網(wǎng)將錫膏印在焊盤(pán)上，回流后形成凸點(diǎn)。?

錫膏進(jìn)化：顆粒度提升至T5級(jí)（15-25μm），觸變性?xún)?yōu)化，能在0.8mm間距下避免橋連。?

3. 晶圓級(jí)封裝（WLP）：凸點(diǎn)進(jìn)入“微米級(jí)戰(zhàn)場(chǎng)”?

封裝特點(diǎn)：封裝尺寸接近芯片尺寸，I/O間距縮小至0.3-0.5mm，要求凸點(diǎn)“微型化 + 高密度”。?

凸點(diǎn)角色：不僅是互連點(diǎn)，還要承擔(dān)信號(hào)重分布功能（配合RDL）。?

材料突破：銅柱 + 錫帽結(jié)構(gòu)成為主流 —— 銅柱提供機(jī)械支撐，錫帽負(fù)責(zé)焊接，兼顧導(dǎo)電性與可靠性；低溫錫膏（Sn58Bi，138℃熔點(diǎn)）開(kāi)始用于多層堆疊，避免高溫?fù)p傷下層芯片。?

工藝革新：電鍍精度提升至±2μm，能做出直徑20-50μm的凸點(diǎn)；印刷——回流工藝改用電鑄鋼網(wǎng)，錫膏脫模更徹底。?

錫膏適配：顆粒度達(dá)T8/T9級(jí)（2-5μm），滿(mǎn)足0.3mm以下間距印刷，助焊劑改為低揮發(fā)配方，減少回流氣泡。?

4. Chiplet 與 3D IC 時(shí)代：凸點(diǎn)進(jìn)入 “納米級(jí)對(duì)決”?

封裝特點(diǎn)：多芯片堆疊，垂直互連間距≤50μm，需要 “超小 + 超可靠” 的凸點(diǎn)。?

凸點(diǎn)角色：是芯片間直接通信的 “高速通道”，延遲要求≤10ps。?

材料革命：金屬間化合物（如 Cu?Sn、Ag?Sn）崛起，通過(guò)固態(tài)焊接形成，熔點(diǎn)＞600℃，抗疲勞性是錫基的3倍；銅柱直徑縮小至10-30μm，表面鍍鎳金防氧化。?

工藝極限：電鍍銅柱垂直度偏差＜1°，固態(tài)焊接壓力控制精度±1MPa；印刷——回流工藝面臨極限，逐漸被電鍍替代。?

錫膏定位：退為“輔助角色”，僅在頂層芯片與基板互連時(shí)使用，要求超低空洞率（＜1%）和超細(xì)印刷（點(diǎn)徑＜50μm）。?

三、錫膏的“生存智慧”：跟著封裝需求“變”?

從T3到T9級(jí)顆粒，從高助焊劑到低揮發(fā)配方，錫膏的進(jìn)化始終圍繞兩個(gè)核心：?

適配更小間距：早期BGA用T5級(jí)錫膏就能滿(mǎn)足0.8mm間距，而現(xiàn)在3D IC的凸點(diǎn)印刷需要 T8 級(jí)，粉末粒徑小到能穿過(guò)頭發(fā)絲粗細(xì)的鋼網(wǎng)孔（20μm）。?

平衡可靠性與工藝性：在高溫封裝中，錫膏添加銀、銅元素提升耐熱性；在低溫堆疊中，改用 SnBi 合金降低熔點(diǎn)；為減少空洞，助焊劑中加入活性更強(qiáng)的有機(jī)酸，同時(shí)控制揮發(fā)速度。?

傲牛科技為某Chiplet客戶(hù)定制的錫膏，通過(guò)調(diào)整觸變指數(shù)（從3.0到4.5），解決了 0.2mm間距印刷時(shí)的“塌邊”問(wèn)題，良率從78%提升至95%，助焊劑中加入了與日本材料公司共同開(kāi)發(fā)的空洞抑制劑，將空洞率降低至3%。?

四、未來(lái)趨勢(shì)：凸點(diǎn)還能 “小” 到什么程度？?

行業(yè)預(yù)測(cè)，到2030年，Micro LED 的凸點(diǎn)直徑將縮小至5μm，這對(duì)錫膏提出了新挑戰(zhàn)：粉末粒徑可能需要達(dá)到亞微米級(jí)（＜1μm），印刷精度要控制在±1μm以?xún)?nèi)，這對(duì)于焊料廠家的研發(fā)和生產(chǎn)能力提出了新的要求，行業(yè)的變化和需求也在鞭策我們?cè)诓粩噙M(jìn)步和提升。?