热压键合(Thermo-Compression Bonding,简称TCB)是一种先进封装技术,通过热与压力实现芯片与基板之间的金属导点连接。其原理基于固态扩散键合(solid-state diffusion bonding),在焊料不熔化的情况下,通过精确控制温度(约200~400°C)和压力,使两个金属表面(如Cu-Cu、Au-Au或SnAg)的原子互相扩散,形成稳定的冶金结合。
TCB工艺包括芯片对位、预热、加压键合和冷却固定等步骤。对位精度需达到微米级别,以确保微凸点(micro-bumps)能够准确接触。该技术可支持40微米以下的接脚间距,广泛应用于高密度2.5/3D封装以及高带宽存储器(HBM)等异质集成架构中。
相比传统焊锡接合,热压键合具备多项优势,如高接合强度、低热变形和优异的信号传输稳定性。由于是固态接合,不易产生气孔和氧化问题,因此可靠性更高。然而,TCB对温度、压力和对位精度的控制要求极高,同时设备与工艺成本也较高。
据公开资料显示,主要的TCB封装设备供应商包括库力索法(K&S)、ASMPT、Besi、韩华半导体以及韩美半导体等企业。这些公司在推动高密度封装技术的发展中扮演了重要角色。