C4バンプ／マイクロバンプの違い

フリップチップ実装で使用されるはんだバンプには、古くから用いられている「C4バンプ（Controlled Collapse Chip Connection）」と、半導体の微細化とともに普及してきた「マイクロバンプ」があります。同じバンプ接合でも、サイズや材料構成、適用される用途に違いがあります。

ここでは、C4バンプとマイクロバンプそれぞれの特徴と、両者の違いについて紹介しています。

C4バンプとは

C4バンプは、直径100μm前後のはんだボールをチップの電極上に形成し、基板側のパッドと溶融接合する従来型のフリップチップ用バンプです。比較的サイズが大きいため形成プロセスが安定しやすく、フリップチップボンディングの基本技術として長年利用されてきました。

マイクロバンプとは

マイクロバンプは、直径数μm〜数十μmと、C4バンプに比べて大幅に小さいバンプです。半導体チップの電極ピッチが狭くなるにつれて、C4バンプでは対応できない密度での接続が求められるようになり、2.5D／3D実装をはじめとする先端パッケージで採用が広がっています。

両者の違いを比較

サイズ・ピッチの違い

C4バンプはピッチ150μm〜数百μm程度で形成されるのに対し、マイクロバンプは数十μm以下の狭いピッチにも対応できます。ピッチが狭くなるほど同一面積内により多くの電極を配置できるため、高密度実装にはマイクロバンプが適しています。

材料構成の違い

C4バンプははんだのみ、または銅ピラーの上に薄くはんだを形成した構造が中心であるのに対し、マイクロバンプは銅ピラーの比率が高く、先端に薄いはんだ層のみを形成する構造が多く用いられます。これは、微細なピッチでもバンプ同士がブリッジ（短絡）しにくくするための工夫です。

適用用途の違い

C4バンプは、比較的ピッチが広く、コストや量産性が重視される一般的な半導体パッケージで多く採用されています。マイクロバンプは、チップ間の接続数が多いロジックICと積層メモリの接続や、2.5D／3D実装によるチップレット構成など、高密度な接続が求められる先端パッケージで採用が進んでいます。

まとめ

C4バンプとマイクロバンプは、扱う電極ピッチと実装密度によって使い分けられる技術です。委託先を検討する際は、対応可能なバンプピッチや実績のある製品分野を確認することで、自社が求める実装密度に合った企業選定がしやすくなります。

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