上篇文章提到用于 IC 封裝的再分布層(RDL)技術(shù)Redistribution layer, RDL 的基本概念是將 I/O 焊盤(pán)的位置分配到芯片的其他位置，即用RDL轉(zhuǎn)接到錫球焊接的著陸焊盤(pán)位置，如下圖所示：

以下一種或多種情況可能需要這樣做：

a) I/O 焊盤(pán)可能太小或太緊而無(wú)法放置可靠的焊接連接;

b) I/O 焊盤(pán)可能需要放置在更靠近芯片中心的位置以減少熱應(yīng)力;

c) 其他幾何要求（如將非對(duì)稱(chēng) I/O 布局轉(zhuǎn)換為對(duì)稱(chēng)焊盤(pán)布局）可能需要 RDL。

RDL 的基本制造流程非常簡(jiǎn)單，包括：

a） 創(chuàng)建嵌入 PI 材料中的銅引線，以將 I/O 焊盤(pán)重新布線到其著陸焊盤(pán)位置，這里主要有三步：

1）在晶圓表面頂部形成第一介電（永久）層，該層僅在 I/O 焊盤(pán)上方打開(kāi)。通常，使用聚合物薄膜，例如BCB或聚酰亞胺(PI)作為絕緣體。

2）創(chuàng)建從 I/O 焊盤(pán)到著陸焊盤(pán)的銅引線。這將需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)種子層，通常是TiW和Cu，通過(guò)臨時(shí)光刻膠創(chuàng)建“電鍍模板”，然后電化學(xué)沉積（ECD）銅引線，最后剝離光刻膠并蝕刻種子層。

3）創(chuàng)建第二個(gè)介電層。該層用于保護(hù)裸露的銅免受腐蝕，并定義著陸焊盤(pán)。

b） 在著陸焊盤(pán)頂部創(chuàng)建微凸塊(ubump, UBM)，以創(chuàng)建與焊料的可靠連接，通常使用各種金屬和這些金屬的堆疊，如 Ti、Cu、Ni、Pd、Ag、Au、它主要作為焊料向金屬再分布層的擴(kuò)散阻擋金屬。這些金屬可以通過(guò)ECD或?yàn)R射產(chǎn)生。無(wú)論哪種方式，都需要通過(guò)臨時(shí)光刻膠創(chuàng)建“電鍍模板”或“蝕刻模板”;

c） 最后，將可焊接金屬放在 UBM 頂部。可焊接金屬，如 SnAgCu、AuSn、PbSn，可以在 UBM 頂部形成。這可以通過(guò) ECD 或焊球(Ball drop，BG)來(lái)完成。

窄間距RDL（Redistribution Layer）技術(shù)是一種在集成電路封裝中常用的技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)芯片與封裝之間的連接。RDL層通常由金屬線構(gòu)成，其主要功能是將芯片上的信號(hào)和電源引腳布線映射到封裝上的引腳，以滿(mǎn)足高密度、高性能應(yīng)用的需求。

窄間距RDL技術(shù)的特點(diǎn)是在芯片和封裝之間采用了非常小的間隔距離進(jìn)行布線，可以實(shí)現(xiàn)更高的引腳密度和較短的電信號(hào)傳輸路徑，從而提高了電路性能和可靠性。

窄間距RDL技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：

1. 多層金屬線：通過(guò)在RDL層中使用多層金屬線，可以實(shí)現(xiàn)更多的引腳布線和更高的信號(hào)密度。
2. 超細(xì)線寬和間距：采用先進(jìn)的制造工藝，使得RDL層的金屬線寬度和間距可以達(dá)到亞微米級(jí)別，從而實(shí)現(xiàn)更高的集成度。
3. 低介電常數(shù)材料：選擇低介電常數(shù)的材料作為RDL層的絕緣材料，可以減小信號(hào)傳輸?shù)难舆t和損耗，提高電路性能。
4. 高密度布線規(guī)則：通過(guò)優(yōu)化布線規(guī)則和算法，實(shí)現(xiàn)更高的引腳密度和更緊湊的布線結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)系統(tǒng)的功耗、面積和性能得到優(yōu)化。

下圖顯示了窄間距RDL的橫截面示意圖：

有三種不同的方案可以實(shí)現(xiàn)窄間距RDL，并且UBM之前工藝和標(biāo)準(zhǔn)流程相同，在UBM之前完成的工藝截面圖如下圖所示：

1）Cu BUM & 錫球焊

按照與前面介紹類(lèi)似的工藝流程創(chuàng)建Cu UBM，通過(guò)成錫球陣列焊或錫球噴射在其上焊錫球都可行。錫球焊，如下圖所示，無(wú)論是單獨(dú)完成（滾珠噴射）還是在傳質(zhì)過(guò)程中完成，都被稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)緊密間距的可靠和快速過(guò)程。使用錫球焊的另一個(gè)好處是，幾乎任何可以形成焊球的金屬，包括三元金屬；

2） Cu UBM & 化學(xué)鍍NiAu & 錫球焊

在Cu UBM頂部沉積化學(xué)鍍的NiAu，首先要對(duì)Cu UBM表面進(jìn)行預(yù)處理。首先，氧化銅被銅蝕刻劑去除，并沉積一層薄薄的鈀 （Pd） 種子層。然后，Cu UBM化學(xué)鍍上一層Ni（自催化），然后通過(guò)氧化還原反應(yīng)機(jī)制浸入Au。

隨著化學(xué)鍍鎳在橫向以及高度或厚度上的生長(zhǎng)，原來(lái)的Cu UBM直徑會(huì)略有擴(kuò)大，UBM直徑的擴(kuò)大可以估計(jì)為鎳高度的2倍。這為滿(mǎn)足回流焊后所需的焊球高度提供了一定的靈活性。通過(guò)控制 Ni 厚度來(lái)調(diào)整化學(xué)鍍 Ni 直徑，可以創(chuàng)建不同的 UBM 直徑，從而影響焊接高度。完成化學(xué)鍍 NiAu 表面處理后，使用相同的方法將助焊劑和焊球放置在 UBM 頂部，即 GBP 或焊料噴射。

與1)相比，方案2）中的Cu UBM覆蓋有NiAu層，并為Cu UBM提供了防腐蝕保護(hù)的額外好處，如下圖所示：

3）Cu柱 & SnAg cap

在焊盤(pán)的頂部創(chuàng)建帶有錫銀（SnAg cap）蓋帽的銅柱，如下圖所示。其中Cu柱和SnAg帽是在同一電鍍工具中通過(guò)電鍍工藝完成的。使用此方案，可以省略化學(xué)鍍 NiAu 和錫球焊的過(guò)程。此方案也適用于相對(duì)較小的銅柱直徑和小間距應(yīng)用，且需要更厚的臨時(shí)光刻膠，因?yàn)檎w柱的高度可達(dá) 100 μm。

該方案的缺點(diǎn)是焊料合金選擇的限制。SnAg合金中的Ag百分比通常通過(guò)改變SnAg電解液中的Ag濃度或SnAg鍍層電流密度將其控制在1.5%至2.5%的范圍內(nèi)。

窄間距RDL技術(shù)在高性能芯片封裝中起著重要的作用，它可以支持更高的帶寬、更低的延遲和更高的集成度。這些特點(diǎn)使得窄間距RDL技術(shù)在高速通信、人工智能、云計(jì)算等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。