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仕組み

バンプとは はんだの玉から銅の柱、マイクロバンプへ 接続の数を増やす小さな突起

バンプは、チップの電極の上につくる小さな金属の突起で、チップと基板をつなぎます。SKハイニックスのHBM4は、データの出入り口(I/O)が2048本と前の世代の2倍で、つなぐ点の数が増えています。

ポイント
  • バンプは、チップの電極の上に立てる小さな金属の突起で、フリップチップの接続に使います。
  • はんだの玉のバンプ、銅の柱の先にはんだを載せた「銅ピラー」、さらに小さな「マイクロバンプ」があります。
  • 多くはウエハーの段階で、めっきで金属を積んでつくります。
  • SKハイニックスのHBM4はI/Oが2048本で、前の世代の2倍です。接続の数を増やすため、バンプの間隔を狭める工夫が続いています。

フリップチップでは、チップを裏返して基板に直接つなぎます。そのとき、チップの電極と基板の端子の間に入る小さな金属の粒や柱が、バンプです。英語の「bump(こぶ)」から来た名前で、1枚のウエハーの上にとても多く並びます。

3つの形

バンプの主な種類
種類形主な使い道
はんだバンプはんだを丸い玉にしたものチップとパッケージ基板をつなぐ
銅ピラー銅の柱の先に、はんだを薄く載せたもの間隔の狭い接続。CPUやGPUなど
マイクロバンプ銅ピラーをさらに小さくしたものHBMのチップどうし、チップと中間基板(インターポーザー)

はんだの玉は、溶かしたときに横に広がるため、間隔を狭めると隣どうしがくっつきやすくなります。銅の柱は溶けずに形を保つため、狭い間隔で並べられます。端子の数を増やしたい先端品ほど、銅ピラーやマイクロバンプが使われます。

めっきでつくる

バンプの多くは、ウエハーの段階で次のようにつくります。

  1. ウエハーの全面に、めっきの土台になる薄い金属の膜をつけます。
  2. レジストという薬剤の膜を厚く塗り、バンプを立てる場所だけに穴をあけます。
  3. ウエハーをめっき液に浸し、穴の中に銅やはんだを積み上げます。
  4. レジストと余分な土台の膜を取り除き、熱を加えてはんだの形を整えます(リフロー)。

米ラムリサーチは、めっき装置をウエハーレベルのパッケージの金属づくりに使うと説明しています。めっき薬品の上村工業は、ウエハー向けの薬品として「バンプ形成用電解めっきプロセス」を挙げています。同社のウエハー向けの薬品の売上は、2026年4〜9月期に9億9200万円でした。

HBMとバンプ

HBMは、DRAMのチップを何層も重ね、チップを上下に貫く電極(TSV)とマイクロバンプでつなぎます。SKハイニックスが2025年9月に開発を終えたと発表したHBM4は、I/Oの数が2048本で前の世代の2倍、1本あたりの速さは毎秒10ギガビットを超えます。電力の効率は40%以上よくなったとしています。I/Oが増えれば、それだけ多くの点をつながなければなりません。

積んだチップのすき間は、樹脂で埋めます。SKハイニックスは、チップを積んだ後に樹脂を流し込んで一度に固める「MR-MUF」という方法を使っています。台湾のASEは、2026年7〜9月期の組み立て・検査部門の売上の51%が、バンプ、フリップチップ、WLP、SiPといった方式でした。

関連する用語

  • UBM:バンプの下に敷く金属の層です。電極とバンプを強くつなぎます。
  • はんだボール:パッケージの裏に並べ、マザーボードにつなぐための大きなはんだの玉です。
  • ハイブリッドボンディング:バンプを使わず、銅の電極どうしを直接つなぐ方法です。

SKハイニックスは、2026年10〜12月期にHBM4が出荷量と売上の両方でHBM3Eを上回り、主力品になると見込んでいます。

この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。

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