在芯片表面金屬層上制備芯片凸點時，為了防止封裝中的金屬及污染離子向芯片表面金屬層擴散造成腐蝕或形成硬脆的金屬間化合物（Intermetallic Compound，IMC），降低互連系統(tǒng)的可靠性，需要在芯片表面金屬層與芯片凸點之間添加凸點下金屬化層（Under Bump Metallurgy，UBM）結(jié)構(gòu)作為過渡層。如圖3所示，UBM結(jié)構(gòu)包括覆蓋在芯片金屬層上的粘接層、阻擋層、潤濕層和抗氧化層。

最早的FC晶圓C4凸點制造技術(shù)是IBM公司開發(fā)的蒸鍍工藝，目前最常用的方法是電化學(xué)沉積或電鍍工藝。

芯片凸點的蒸鍍工藝流程如下：將鉬掩模板對中至晶圓，在晶圓上蒸鍍UBM層后進(jìn)行焊料的蒸鍍，隨后移去掩模板，最后通過回流焊使焊料成為光滑的球型。

蒸鍍工藝的缺點是蒸鍍工藝較低的材料利用率增加了成本，同時蒸鍍工藝得到的凸點節(jié)距較大，較難應(yīng)用于細(xì)節(jié)距芯片。

芯片凸點的電化學(xué)沉積或電鍍工藝如圖4(a)所示，采用濺射方法沉積UBM，然后在UBM層上涂覆光刻膠，使用掩模板進(jìn)行紫外線曝光，定義凸點的位置和形狀，在凸點位置電鍍一層Cu作為潤濕層，然后電鍍焊料，剝離光刻膠并用過氧化氫或等離子蝕刻去除其他位置多余的UBM，最后對晶圓進(jìn)行回流，在表面張力的作用下形成光滑的球型C4焊料凸點。

電鍍工藝進(jìn)行焊料凸點制作的成本效益好、良率高、速度快且凸點密度高。焊料還可以通過焊膏的絲網(wǎng)印刷工藝來實現(xiàn)，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(jìn)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＿@種方法雖然成本較低，但是所得凸點的形狀粗糙，且無法制作細(xì)節(jié)距凸點。

焊料凸點的材料可以被分為三種：熔點超過250℃的高溫焊料（95%Pb-5%Sn與97%Pb-3%Sn等）、熔點為200℃～250℃的中溫焊料（96.5%Sn-3.0%Ag-0.5%Cu，99%Sn-0.3%Ag-0.7%Cu與96.5%Sn-3.5%Ag等）以及熔點低于200℃的低溫焊料（37%Pb-63%Sn共晶，42%Sn-58%Bi共晶以及48%Sn-52%In等）。

C4工藝可以達(dá)到較薄封裝外形和較高引腳密度的要求，且具有電性能優(yōu)良以及凸點芯片可返修等優(yōu)點。此外，C4焊料凸點在熔融過程中的表面張力還可以幫助焊料與金屬層進(jìn)行自對準(zhǔn)，在一定程度上降低了對沉積精度及貼片精度的要求，一般C4凸點芯片的焊料回流焊凸點節(jié)距可以小至50μm。

在進(jìn)行芯片與基板之間鍵合的過程中，大多數(shù)C4凸點采用的鍵合方法為回流焊工藝。涂敷助焊劑后，將FC表面向下對齊貼裝至底部芯片或基板，進(jìn)行回流焊。

回流焊工藝過程中，焊料融化并潤濕底部芯片或基板的技術(shù)層，表面張力作用下FC和底部芯片或基板發(fā)生自對準(zhǔn)并形成冶金結(jié)合。冶金結(jié)合的過程即焊料與金屬層發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的IMC的過程，Cu6Sn5與Cu3Sn是鍵合過程中最常見的IMC，產(chǎn)生于Sn基焊料與Cu發(fā)生反應(yīng)時。

3、Cu柱凸點      

隨著IC集成度的提高，芯片凸點需要滿足細(xì)節(jié)距以及極細(xì)節(jié)距芯片的要求。而C4凸點回流后呈球型，尺寸較大，在節(jié)距較小時容易發(fā)生短路。因此，需要使用其他技術(shù)進(jìn)行細(xì)節(jié)距芯片的凸點制作，C2（Chip Connection）技術(shù)是其中的主流技術(shù)之一。

C2技術(shù)中使用的Cu柱直徑不受高度影響，可以實現(xiàn)更細(xì)節(jié)距凸點的制備，Cu柱可以分為不帶焊料帽以及帶焊料帽的Cu柱。C2凸點的制造工藝基本與C4凸點相同，如圖4(b)所示，只不過電鍍過程中不再是電鍍焊料而改為電鍍Cu。

在帶焊料帽Cu柱制造過程中，除了電鍍Cu還會在Cu柱上再電鍍一層厚度較薄的焊料帽。因為Cu的熱導(dǎo)率（400W/m·k）和電阻率（0.0172μΩ·m）都優(yōu)于焊料（55W/m·k~60W/m·k和0.12μΩ·m~0.14μΩ·m），因此與C4 技術(shù)相比，C2凸點有更好的電性能、熱性能和力學(xué)性能。

但是由于C2凸點的焊料體積非常小，甚至在不帶焊帽的Cu柱凸點中沒有焊料的存在，C2凸點的表面張力不足以執(zhí)行Cu柱與焊帽的自對準(zhǔn)，故C2凸點的自對準(zhǔn)性不如C4 焊料凸點。