三维封装芯片Cu-In体系固液互扩散低温键合机理研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yueer40849263
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
芯片封装已经迈入3D封装的时代,固液互扩散键合法(SLID,Solid-Liquid-Inter-diffusion Bonding)以其独有的优势成为芯片互连中的很有发展前景的一种方法。SLID键合采用低温钎料Sn或In,在较低温度下就可键合,并且由于焊点尺寸小,键合后全部由金属间化合物IMC(Intermetallic Compound,IMC)组成,由于IMC熔点较高,因此可以达到低温键合,高温服役的效果。Cu作为芯片内部互连材料可以实现良好的性能,In的熔点比Sn低很多,可以在更低的温度下实现键合,因此对SLID键合中Cu-In体系的研究具有重要的现实意义。本文首先对Cu-In体系SLID键合焊点的制作工艺进行探讨,优化了镀膜工艺参数,然后对高低两种键合温度下焊点的组织演变进行了分析,并对焊点中出现的裂纹和孔洞等缺陷进行了研究,最后对焊点的剪切性能进行研究,比较了不同工艺参数的焊点剪切性能,并对剪切断口进行分析,确定了断裂模式和断裂位置。研究结果表明:只有200℃键合40min后的焊点未形成全IMC焊点,而260℃、310℃和360℃键合40min后的焊点均形成全IMC焊点。在260℃键合初期焊缝中首先生成Cu11In9相,然后在Cu11In9与Cu的界面处生成Cu2In相,但是其形核长大的速度很慢。在360℃键合初期焊缝中首先生成Cu2In相,随后相变生成Cu7In3相,并且其长大形核的速度非常快,并且Cu7In3相沿Cu2In晶界方向生长更快。在Cu与焊缝界面处会产生可肯达尔孔洞,并且随着键合温度的提高和键合时间的增长而增多增大。在焊缝中还存在纵向贯穿裂纹,这种裂纹多起源于界面处的可肯达尔孔洞。对焊点剪切强度的研究表明Cu2In相的存在就可以增强了焊点的剪切性能,而Cu7In3相的存在并未使焊点剪切强度提升。260℃键合360min焊点中出现的裂纹是由Cu11In9相向Cu2In相转变产生的体积变化导致的。260℃键合的焊点断裂模式主要为解理断裂,且断裂均发生在Cu11In9层。在260℃键合360min的焊点断口中发现了许多舌状花样,可分为两种,第一种表面光滑,断在Cu11In9层,第二种表面是明显的沿晶断裂,断在Cu2In与Cu7In3相的界面处,说明这两相的界面结合力很弱。360℃键合40min和160min的焊点断裂模式主要为解理断裂,且断裂均发生在Cu2In层,都发现了舌状花样。360℃键合360min的焊点一部分为沿晶断裂,发生在Cu2In相与Cu7In3相的界面处,一部分为解理断裂,断裂在Cu7In3层。
其他文献
分别对面神经颅外3段(腮腺前段、腮腺内段、腮腺后段)的解剖研究及其临床应用进行阐述,认为面神经颅外段与面部腧穴的解剖关系密切,但目前解剖研究多运用于面部外科整容手术,
随着中国改革的逐步深化和社会的剧烈变迁,城市人口的贫困问题显得日益突出。贫困问题不可避免地给社会带来一系列严重后果,主要表现为损害社会公平,破坏社会稳定。贫困问题已经
<正>1968年由Berger和Hinglaix首先提出Ig A肾病(Ig AN)是一组特殊免疫类型的原发性肾小球肾炎,特点是以Ig A为主的免疫球蛋白在肾小球系膜区沉积,又称Berger病。Ig AN确切的
随着数据传输量的大幅增加,以及传输速度的不断提高,传统的I/O接口由于自身的限制越来越不能满足现实的需求。低压差分信号传输技术(LVDS)具有低噪声、高可靠性、低功耗、低
随着经济的发展,物质生活的进步,我国私人汽车拥有量年年攀升,因为交通事故而造成的死伤事件也越来越多。行车安全成为了一个重要的课题。在我国许多高速路段存在路灯缺失的情况
高速率、超长距离波分复用传输是光通信领域的关键技术之一,为当前研究的热点。波分复用技术利用一根光纤传输多路光信号,提升了系统容量,在实现高速率、大容量和远距离通信方面
在音乐会的舞台上,歌者与伴奏的钢琴是一个共同演绎歌曲和诗作内涵的同行的艺术家。本文通过对舒伯特艺术歌曲钢琴伴奏中,旋律和诗意的分析,对舒伯特钢琴伴奏内容与形式统一
智能进化算法的基础是进化论思想,即从不同角度模拟进化过程和机制,具有自组织和自适应的特点,属于现代科技发展的新兴学科。现阶段天线设计的主要趋势是利用智能进化算法对
同为叙事的艺术,电影与文学有着千丝万缕的联系。本文从文学与电影的关系这一问题入手,从叙事艺术的角度分析了二者在叙事媒介、叙事要素、生产与接受等方面的异同,进而谈到
有机发光二极管(organic light-emitting diodes, OLED)作为新一代的平板显示技术应运而生并逐渐进入了人们的视野,它制作的显示器具有发光效率高、自发光、广视角、反应时间