面对无铅焊料和微细间距挑战的晶圆凸点
铅在电子工业中有着非常广泛的应用需求,这是因为它的价格比较低廉,同时具有良好的导电性和相对较低的熔点。然而,根据RoHS等指令的规定,电子产品中要消除有害材料的使用。因此,人们在不断地寻找着铅的替代品。
目前,采用微细间距无铅焊料的晶圆级封装（Wafer-LevelPackaging,简称WLP）只占全球WLP需求非常小的一部分。现在很少有对小于100μm的凸点间距（一个凸点中心到另一个凸点中心的距离）的需求,国际半导体技术发展路线图（ITRS）预计,到2009年才会有大量的晶圆凸点制造商需要采用100μm的凸点间距。例如,IBM公司——焊料凸点生产的祖父级公司——在许多的产品上面仍采用它的C4凸点技术,其间距为220μm。需求很少但是发展非常迅速的应用是在非常微细的互连方面,例如密度极高的映像检波阵列（pixelated detector arrays）。
估计在电子封装产品中所有焊点的30%是用于无源器件的。由California Micro Devices和AVX公司推出的无源凸点在一个晶圆上面采用了“集成无源器件”的方式进行制造。它们采用了在厚的Ti/Cu凸点下面金属喷镀（under-bump metallization,简称UBM）的工艺方式,同时适用于有铅和无铅焊料。采用尺寸为150～300μm的有铅或无铅焊料球,安置在晶圆上的无源器件上面,从而编排成可以正式使用的WLP。
晶圆级凸点的形成
在晶圆级实现凸点的几种基本方法有焊膏的模板印刷、焊料喷射、焊料球安置和焊料的微细镀覆等。焊料喷射、球体安置和嵌入凸点是随后发展起来的形成凸点的制造方法,这些方法可以提供高度的设计灵活性,但是需要较长的周期。最新的照相工具不需要进行设计变化,就可以满足焊料喷射WLP的需要。采用CAD软件的设备对程序可进行灵活的调整,所以能很快地满足新的焊点设计要求。美国的Pac Tech公司和MicroFab Technologies公司通过实践证明,利用他们的精密设备,可以进行快速地焊料喷射,从而形成凸点;一般采用的UBM方法是Ti/Cu和在铝材上进行无电镀镍金（electroless nickel gold,简称ENIG）。与此同时,采用预制焊料球体安置的方法一般受制于相对较大的尺寸,以及面对新设计要求尽可能少的工具变更;模板印刷、微细镀覆和铟蒸发技术可以提供最高密度的间距尺寸。
高密度的映像探测
一个快速增长的领域是映像阵列,在该领域有着高密度的映像图素要求,以求满足各种各样的探测应用要求。这些阵列有时要求每平方厘米上要有 40000个映像点,每个映像点要求采用一个焊料凸点,将硅基片探测器与读数IC连接起来,在这里溶合了所有的硅工艺技术。在如此微小的区域上有着如此高密度的连接,是要求在这些系统上面采用不大于50μm间距的主要原因。有两种微细间距的设计方案己经开始实施：一种是采用含铅焊料,例如电镀共熔合金SnPb,以实现25～50μm的间距;另外一种方法是采用铟焊料,可以实现15～50μm的间距。
