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全金属间化合物微焊点的制备及性能表征研究进展
被引量：
4
1
作者
施权
张志杰
+3 位作者
高幸
魏红
周旭
耿遥祥
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1129-1143,共15页
基于微凸点和硅通孔的3D封装是一种通过多层芯片垂直互连堆叠,将芯片技术与封装技术进行结合的新技术,满足了电子产品微型化、高性能的发展需求,是实现下一代超大规模集成微系统的核心互连技术。3D封装技术对互连焊点有一个特殊的要求,...
基于微凸点和硅通孔的3D封装是一种通过多层芯片垂直互连堆叠,将芯片技术与封装技术进行结合的新技术,满足了电子产品微型化、高性能的发展需求,是实现下一代超大规模集成微系统的核心互连技术。3D封装技术对互连焊点有一个特殊的要求,即在向上堆叠芯片时,低级封装的焊点不应被重新熔化。低温下制备全金属间化合物(Intermetallic compound, IMC)微焊点为实现叠层芯片互连提供了新的解决方案。本文对近年来全IMC微焊点的制备工艺和基本原理进行综合分析;揭示Cu-Sn系统界面反应的扩散机制及IMC生长动力学规律;对比不同键合参数下全IMC微焊点的服役可靠性。最后,指出各种全IMC微焊点制备工艺的优缺点,并对其未来研究发展趋势进行展望。
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关键词
全
金属
间
化合物
微
焊点
瞬态液相键合
温度梯度键合
电流驱动键合
超声辅助瞬时液相键合
瞬态液相烧结
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职称材料
等温时效对Cu-Sn IMC焊点的组织与性能影响
2
作者
孙磊
王文昊
+3 位作者
王静
虞佳鑫
张亮
姜加伟
《焊接学报》
北大核心
2025年第3期82-88,共7页
采用瞬时液相键合工艺制备芯片叠层互连用Cu-Sn金属间化合物(intermetallic compound,IMC)焊点,对IMC焊点进行150℃等温时效处理,研究时效条件下纳米Al颗粒对Cu-Sn IMC焊点的组织演化规律及力学性能.结果表明,添加微量的纳米Al颗粒可有...
采用瞬时液相键合工艺制备芯片叠层互连用Cu-Sn金属间化合物(intermetallic compound,IMC)焊点,对IMC焊点进行150℃等温时效处理,研究时效条件下纳米Al颗粒对Cu-Sn IMC焊点的组织演化规律及力学性能.结果表明,添加微量的纳米Al颗粒可有效抑制键合Cu-Sn IMC焊点中界面层的过快生长和空洞的产生,经等温时效处理后,Cu-Sn-Cu和Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点中Cu3Sn界面层均逐渐增厚,但是Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点中Cu3Sn层的生长速率始终低于Cu-Sn-Cu焊点,且空洞数量也明显少于Cu-Sn-Cu焊点.当等温时效300 h时,两种IMC焊点的抗剪强度为23.1和26.5 MPa,随着时效时间增加到1500 h后,两种IMC焊点的抗剪强度下降到13.4和17.6 MPa,分别下降44.2%和35.3%.在时效初始阶段,Cu-Sn-Cu和Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点的断口形貌呈现穿晶断裂,随着时效时间的增加,Cu-Sn-Cu IMC焊点的断口形貌逐渐转变为沿晶断裂.对于Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点,断口形貌仍为穿晶断裂.创新点:(1)通过添加纳米Al颗粒抑制芯片堆叠互连IMC焊点中界面层的生长和空洞的产生.(2)分析了等温时效条件下IMC焊点的组织演化规律及力学性能.
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关键词
三维封装
金属间化合物焊点
等温时效
组织演化
抗剪强度
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职称材料
三维封装芯片键合IMC焊点应力分析及结构优化
被引量：
14
3
作者
田艳红
王宁
+1 位作者
杨东升
王春青
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第8期17-20,113-114,共4页
利用ANSYS有限元软件对三维封装芯片键合过程中金属间化合物焊点及芯片的应力分布情况进行模拟,并对三维封装的结构进行了优化设计.结果表明,铜柱及焊点的第一主应力最大点出现在底层外部边缘拐角处,芯片应力最大点出现在通孔内表面;以...
利用ANSYS有限元软件对三维封装芯片键合过程中金属间化合物焊点及芯片的应力分布情况进行模拟,并对三维封装的结构进行了优化设计.结果表明,铜柱及焊点的第一主应力最大点出现在底层外部边缘拐角处,芯片应力最大点出现在通孔内表面;以焊点的最大应力作为响应设计正交试验,来模拟封装结构参数对焊点残余应力的影响,采用3因素3水平的正交试验,选择填充树脂的厚度、芯片厚度和填充树脂的硬度3个影响封装体内部残余应力的主要因素作为封装结构参数.填充树脂的厚度对焊点应力的影响最大,影响适中的是芯片厚度,最弱的是填充树脂的硬度.
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关键词
三维封装
金属间化合物焊点
有限元模拟
优化参数
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职称材料
题名
全金属间化合物微焊点的制备及性能表征研究进展
被引量：
4
1
作者
施权
张志杰
高幸
魏红
周旭
耿遥祥
机构
江苏科技大学材料科学与工程学院
出处
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1129-1143,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(51801079)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20180987)。
文摘
基于微凸点和硅通孔的3D封装是一种通过多层芯片垂直互连堆叠,将芯片技术与封装技术进行结合的新技术,满足了电子产品微型化、高性能的发展需求,是实现下一代超大规模集成微系统的核心互连技术。3D封装技术对互连焊点有一个特殊的要求,即在向上堆叠芯片时,低级封装的焊点不应被重新熔化。低温下制备全金属间化合物(Intermetallic compound, IMC)微焊点为实现叠层芯片互连提供了新的解决方案。本文对近年来全IMC微焊点的制备工艺和基本原理进行综合分析;揭示Cu-Sn系统界面反应的扩散机制及IMC生长动力学规律;对比不同键合参数下全IMC微焊点的服役可靠性。最后,指出各种全IMC微焊点制备工艺的优缺点,并对其未来研究发展趋势进行展望。
关键词
全
金属
间
化合物
微
焊点
瞬态液相键合
温度梯度键合
电流驱动键合
超声辅助瞬时液相键合
瞬态液相烧结
Keywords
full intermetallic compound micro-joints
transient liquid phase
thermal gradient bonding
current driven bonding
ultrasonic-assisted transient liquid phase bonding
transient liquid-phase sintering
分类号
TG425.1 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
等温时效对Cu-Sn IMC焊点的组织与性能影响
2
作者
孙磊
王文昊
王静
虞佳鑫
张亮
姜加伟
机构
常州大学
快克智能装备股份有限公司
厦门理工学院
出处
《焊接学报》
北大核心
2025年第3期82-88,共7页
基金
国家自然科学基金项目(52305338)
江苏省自然科学基金项目(BK20210853)
+3 种基金
中国博士后科学基金项目(2023M741485)
江苏省青年科技人才托举工程(JSTJ-2024-027)
常州市科技计划项目(CJ20230033)
常州市领军型创新人才引进培育项目(CQ20220115)。
文摘
采用瞬时液相键合工艺制备芯片叠层互连用Cu-Sn金属间化合物(intermetallic compound,IMC)焊点,对IMC焊点进行150℃等温时效处理,研究时效条件下纳米Al颗粒对Cu-Sn IMC焊点的组织演化规律及力学性能.结果表明,添加微量的纳米Al颗粒可有效抑制键合Cu-Sn IMC焊点中界面层的过快生长和空洞的产生,经等温时效处理后,Cu-Sn-Cu和Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点中Cu3Sn界面层均逐渐增厚,但是Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点中Cu3Sn层的生长速率始终低于Cu-Sn-Cu焊点,且空洞数量也明显少于Cu-Sn-Cu焊点.当等温时效300 h时,两种IMC焊点的抗剪强度为23.1和26.5 MPa,随着时效时间增加到1500 h后,两种IMC焊点的抗剪强度下降到13.4和17.6 MPa,分别下降44.2%和35.3%.在时效初始阶段,Cu-Sn-Cu和Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点的断口形貌呈现穿晶断裂,随着时效时间的增加,Cu-Sn-Cu IMC焊点的断口形貌逐渐转变为沿晶断裂.对于Cu-Sn0.3Al-Cu IMC焊点,断口形貌仍为穿晶断裂.创新点:(1)通过添加纳米Al颗粒抑制芯片堆叠互连IMC焊点中界面层的生长和空洞的产生.(2)分析了等温时效条件下IMC焊点的组织演化规律及力学性能.
关键词
三维封装
金属间化合物焊点
等温时效
组织演化
抗剪强度
Keywords
3D packaging
intermetallic compound solder joint
isothermal aging
microstructure evolution
shear strength
分类号
TG425 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
三维封装芯片键合IMC焊点应力分析及结构优化
被引量：
14
3
作者
田艳红
王宁
杨东升
王春青
机构
哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室
出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第8期17-20,113-114,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(51075103)
文摘
利用ANSYS有限元软件对三维封装芯片键合过程中金属间化合物焊点及芯片的应力分布情况进行模拟,并对三维封装的结构进行了优化设计.结果表明,铜柱及焊点的第一主应力最大点出现在底层外部边缘拐角处,芯片应力最大点出现在通孔内表面;以焊点的最大应力作为响应设计正交试验,来模拟封装结构参数对焊点残余应力的影响,采用3因素3水平的正交试验,选择填充树脂的厚度、芯片厚度和填充树脂的硬度3个影响封装体内部残余应力的主要因素作为封装结构参数.填充树脂的厚度对焊点应力的影响最大,影响适中的是芯片厚度,最弱的是填充树脂的硬度.
关键词
三维封装
金属间化合物焊点
有限元模拟
优化参数
Keywords
3D package
intermetallic compound joint
finite element simulation
parameter optimization
分类号
TG425.1 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
全金属间化合物微焊点的制备及性能表征研究进展
施权
张志杰
高幸
魏红
周旭
耿遥祥
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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下载PDF
职称材料
2
等温时效对Cu-Sn IMC焊点的组织与性能影响
孙磊
王文昊
王静
虞佳鑫
张亮
姜加伟
《焊接学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
三维封装芯片键合IMC焊点应力分析及结构优化
田艳红
王宁
杨东升
王春青
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
14
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职称材料
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