功率互连全IMC焊点的研究进展

全金属间化合物焊点具有“低温制备,高温服役”技术优势,成为最可能替代用于高温环境的高铅焊料、Au基焊料等连接材料。本文概述了低温烧结、固液互扩散键合技术、瞬态液相连接等方法制备全金属间化合物(IMC)焊点的特点,综述了Cu/Sn、Cu/In、Sn/Ag、Sn/Ni等体系制备全IMC焊点的研究进展,指出键合时间太长、相变会产生孔洞等缺陷是制约IMC生产应用的主要问题,认为应结合Cu-Cu接头的结构特点和材料性能,在焊料体系方面开发更多基于Sn基、Cu基、Sn-Cu基二元或三元焊料体系,更多地关注焊料的状态、尺寸、制备方法;在制备方法方面,把母材和焊料构造为一个冷热微循环,对焊料进行如飞秒激光、局部激光、感应加热等瞬态、局部高功率加热,同时对母材进行高功率制冷,适当辅助振动和压力能增加碰撞扩散几率和缩短扩散距离,就能快速获得单一高可靠性全IMC焊点。

电子封装异质材料连接研究进展

随着摩尔定律趋于失效,3D封装和大功率器件的普及,具有较强散热能力的陶瓷基板、硅基板必将加速推广,由此引发更多的异质材料互连问题。综述了电子封装领域常用金属与金属,陶瓷与金属等异材互连研究进展,指出实现免热沉陶瓷与金属直接低温封接迫在眉睫,焊料添加更多的贵金属及稀有活性金属、焊料尺寸从传统块状或大尺寸颗粒向具有较强活性的纳米线或纳米颗粒转变,封装技术从传统的回流焊、压焊向飞秒激光、激光局部加热等大功率密度、局部热源及复合热源方向转变,封装可靠性从传统的热老化、热循环、热冲击向极端温度、极端温度梯度、快速温度转换和多场协同作用下的可靠性方向转变。

电子封装低温互连技术研究进展

电子产品作为现代电子行业的产物,已逐渐成为社会发展的主导力量,在电子产品封装过程中,电子器件的封装温度过高会产生较大的热应力,进而降低其可靠性。随着电子器件趋于微型化、高功率化、高集成化,其服役温度越来越高,如何解决电子器件“低温封装、高温服役”这一问题已迫在眉睫。本文就低温电子封装材料及方法,从封装母材、连接材料及连接方法三个方面进行总结,指出只有从母材、焊材及焊接方法同时入手,才能达到最佳技术效果,提出在母材表面制备链长更长的、易去除的临时保护层,采用烧结纳米银、纳米铜或瞬时液相混合焊料,借助与焊缝非直接接触的超声搅拌等材料和方法有望克服低温封装的技术瓶颈,同时提出采用微米级混合焊料并辅以超声振动实现连接的新思想。