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热-电应力下Cu/Ni/SnAg1.8/Cu倒装铜柱凸点界面行为及失效机理 被引量：5
1
作者 周斌 黄云 +3 位作者 恩云飞 付志伟 陈思 姚若河 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期265-273,共9页
微互连铜柱凸点因其密度高、导电性好、噪声小被广泛应用于存储芯片、高性能计算芯片等封装领域,研究铜柱凸点界面行为对明确其失效机理和组织演变规律、提升倒装封装可靠性具有重要意义.采用热电应力实验、在线电学监测、红外热像测试... 微互连铜柱凸点因其密度高、导电性好、噪声小被广泛应用于存储芯片、高性能计算芯片等封装领域,研究铜柱凸点界面行为对明确其失效机理和组织演变规律、提升倒装封装可靠性具有重要意义.采用热电应力实验、在线电学监测、红外热像测试和微观组织分析等方法,研究Cu/Ni/SnAg_1.8/Cu微互连倒装铜凸点在温度100—150℃、电流密度2×10~4—3×10~4 A/cm^2热电应力下的互连界面行为、寿命分布、失效机理及其影响因素.铜柱凸点在热电应力下的界面行为可分为Cu_6Sn_5生长和Sn焊料消耗、Cu_6Sn_5转化成Cu_3Sn、空洞形成及裂纹扩展3个阶段,Cu_6Sn_5转化为Cu_3Sn的速率与电流密度正相关.热电应力下,铜凸点互连存在Cu焊盘消耗、焊料完全合金化成Cu_3Sn、阴极镍镀层侵蚀和层状空洞4种失效模式.基板侧Cu焊盘和铜柱侧Ni镀层的溶解消耗具有极性效应,当Cu焊盘位于阴极时,电迁移方向与热迁移方向相同,加速Cu焊盘的溶解以及Cu_3Sn生长,当Ni层为阴极时,电迁移促进Ni层的消耗,在150℃,2.5×10~4 A/cm^2下经历2.5h后,Ni阻挡层出现溃口,导致Ni层一侧的铜柱基材迅速转化成(Cu_x,Ni_y)_6Sn_5和Cu_3Sn合金.铜柱凸点互连寿命较好地服从2参数威布尔分布,形状参数为7.78,为典型的累积耗损失效特征.研究结果表明:相比单一高温应力,热电综合应力显著加速并改变了铜柱互连界面金属间化合物的生长行为和失效机制. 展开更多
关键词 铜柱凸点 界面行为 失效机理 热电应力
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倒装芯片凸块制备工艺 被引量：1
2
作者 丁增千 李圣贤 《电子工艺技术》 2024年第3期1-5,共5页
倒装芯片是先进封装中的主流技术之一,而凸块制备工艺又是倒装芯片关键技术之一,随着消费类电子产品朝着轻薄短小的趋势发展、芯片集成度越来越高、引脚数越来越密集,凸块制备工艺也在随之发展。凸块制备工艺包括UBM、蒸发、C4NP、模板... 倒装芯片是先进封装中的主流技术之一,而凸块制备工艺又是倒装芯片关键技术之一,随着消费类电子产品朝着轻薄短小的趋势发展、芯片集成度越来越高、引脚数越来越密集,凸块制备工艺也在随之发展。凸块制备工艺包括UBM、蒸发、C4NP、模板印刷和电镀工艺。随着芯片尺寸的减小,焊球凸块逐步向铜柱凸块发展。同时还要应对细间距铜柱带来的共面性问题、应力问题和金属间化合物生长等可靠性问题。 展开更多
关键词 倒装芯片 焊球凸块 综述 铜柱凸块 制备工艺
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柱形铜凸点在热力耦合场中的原子迁移
3
作者 何俐萍 邬博义 +2 位作者 李艳 张遒姝 黄洪钟 《中国科技论文在线》 CAS 2011年第8期580-584,601,共6页
随着尺寸的进一步微型化和载荷严酷化,集成电路(integrated circuit,IC)封装焊点中的原子迁移失效问题越来越突出。由于材料热性能和电阻率的差异而造成的温差是封装焊点所要面对的主要问题之一。针对铜柱形凸点这种新型倒装芯片互连形... 随着尺寸的进一步微型化和载荷严酷化,集成电路(integrated circuit,IC)封装焊点中的原子迁移失效问题越来越突出。由于材料热性能和电阻率的差异而造成的温差是封装焊点所要面对的主要问题之一。针对铜柱形凸点这种新型倒装芯片互连形式,通过热动力学理论和黏塑性力学分析,运用有限元方法研究了热场和力场耦合作用下柱形铜凸点的热迁移和应力迁移现象。通过分析温度载荷模型下影响原子迁移的多个因素,提取了温度梯度和应力分布等关键参数,进而得到热力耦合场作用下原子迁移的失效机制和发生条件。所建立的失效模型有助于促进IC封装方面原子迁移的可靠性改善工作。 展开更多
关键词 集成电路封装 柱形铜凸点 热力耦合 原子迁移 有限元模拟
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柱形铜凸点在电热耦合场中的原子迁移行为 被引量：1
4
作者 李艳 邬博义 +2 位作者 刘宇 张遒姝 黄洪钟 《中国科技论文在线》 CAS 2011年第7期539-546,共8页
从电场理论和热动力学理论出发,研究了电热耦合场中柱形铜凸点的原子迁移失效的形成过程,并运用ANSYS软件建立了有限元分析模型,对电迁移和热迁移做了定性和定量分析,揭示了柱形铜凸点在电热耦合作用下的失效机理。该研究对IC封装的原... 从电场理论和热动力学理论出发,研究了电热耦合场中柱形铜凸点的原子迁移失效的形成过程,并运用ANSYS软件建立了有限元分析模型,对电迁移和热迁移做了定性和定量分析,揭示了柱形铜凸点在电热耦合作用下的失效机理。该研究对IC封装的原子迁移可靠性的改善提供了理论指导。 展开更多
关键词 IC封装 柱形铜凸点 原子迁移 有限元方法
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