マイクロバンプ(Micro Bump)は、チップとチップ、またはチップとインターポーザーを電気的に接続するための小型はんだ(または金属)バンプです。直径が通常10〜50μmで、従来のC4バンプ(直径100〜200μm)より大幅に微細化されています。高帯域幅・高密度配線が可能で、2.5D/3D実装(HBM積層、CoWoS、SoIC等)で広く使われています。
マイクロバンプの材料は主にSn系はんだ合金(SnAg、SnAgCu)またはCu(Cuピラー+Snキャップ)が使われます。Cuピラーバンプ(Cu Pillar Bump)はCuの柱の上にSnAgはんだをキャップした構造で、微細ピッチ(20μm以下)での接続信頼性が高く、先端パッケージの標準構造となっています。
マイクロバンプ形成プロセスは、①RDL(再配線層)形成→②シード層(Cu/Ti)成膜(スパッタリング)→③フォトレジストパターニング→④Cu/Snメッキ(電解メッキ)→⑤レジスト剥離→⑥シード層エッチング→⑦リフロー(バンプ形成)という手順で行われます。バンプ高さ・直径・ピッチの均一性が接合信頼性を決定します。
マイクロバンプの信頼性課題として、熱疲労(CTE不一致による繰り返し熱変形)、電気マイグレーション(大電流密度での金属原子移動)、ブリッジング(バンプ間短絡)があります。これらを克服するために、ノンダーフィル(アンダーフィル樹脂充填)による機械的補強や、より信頼性の高いCuハイブリッドボンディングへの移行が進んでいます。
マイクロバンプ関連の装置・材料サプライヤーとして、バンプ形成装置(東京エレクトロン・Lam Research)、フリップチップボンダー(ASE、Besi、東レエンジニアリング)、はんだ材料(千住金属、Indium Corporation)、検査装置(KLA、Onto Innovation)が主要プレイヤーです。