热压键合（Thermal Compression Bonding, TCB），又称扩散键合，是在高温 + 高压同时作用下，使两金属表面（如 Au‑Au、Cu‑Cu、Al‑Al）达到原子级接触，通过固态扩散形成冶金结合的技术。
核心机理：热激活原子跨越界面扩散，伴随晶粒再结晶，形成无明显界面的整体结构。关键条件：表面洁净 / 平整、温度足够（促进扩散）、压力足够（挤出空隙、增大接触）。
二、典型工艺参数（200mm 晶圆）
金（Au‑Au）：260–350℃，压力≥40kN，时间 20–45min；低温、不易氧化，适合 MEMS / 晶圆级封装。
铜（Cu‑Cu）：380–450℃，压力 20–80kN，时间 20–60min；导电性好、成本低，需严格防氧化与 CMP 平坦化。
铝（Al‑Al）：400–450℃，压力≥70kN，时间 20–45min；氧化层硬，需更高压力破除。
三、工艺流程
表面预处理：等离子清洗 / 酸洗→去除氧化层→CMP 平坦化→真空 / 惰性气体保护。
对位与贴合：高精度对准（±1μm 级）→预贴合。
热压键合：真空或 N₂氛围下，升温至设定温度→加压保温→控速降温，避免热应力翘曲。
后处理：去应力退火→检测（强度、电阻、气密性）。
四、核心优势
原子级结合：界面电阻极低、键合强度高（Cu‑Cu 可达 3.2J/m²）。
同步实现：机械固定 + 电气互连 + 气密性封装，简化流程。
低翘曲：较回流焊更优，适配超薄晶圆 / 小间距凸点（如 25–50μm）。
材料兼容：可用于金属‑金属、金属‑半导体、玻璃‑金属等组合。
五、主要应用
先进半导体封装：2.5D/3D IC、Chiplet、倒装焊（FC）、晶圆级封装（WLP）。
MEMS 器件：压力传感器、加速度计、陀螺仪、RF MEMS 的晶圆级封装与气密键合。
光电子 / 功率器件：激光器、LED、IGBT 的高密度互连与散热键合。
骄城超声：超声热压键合（Thermosonic）
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