倒装芯片凸块制备工艺

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。

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

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.

载体酸性对铜基交联黏土催化剂上C_3H_6选择性催化还原NO反应的影响

采用聚合羟基复合阳离子合成交联蒙脱土A l-Ce-PILC,并分别用NH4NO3和(NH4)2SO4处理后,将其作为载体,采用浸渍法制备了应用于C3H6选择性催化还原NO反应的铜基交联黏土催化剂Cu/A l-Ce-PILC.用Py-IR,IR和DSC等表征技术研究了不同处理方式对A l-Ce-PILC的结构、酸性和催化剂活性的影响.结果表明,未经处理的A l-Ce-PILC中同时存在L酸和B酸,以L酸为主,Cu/A l-Ce-PILC上NO的最大转化率仅为18.5%;用NH4NO3处理提高了L酸量,NO转化率降低;而用(NH4)2SO4处理改变了A l-Ce-PILC的酸性结构,增大了B酸量,并形成了超强酸中心,催化剂上NO转化率显著提高,在350℃时达最大值50.2%.B酸对于Cu/A l-Ce-PILC上NO的还原是必要的,它有利于C3H6吸附并适度氧化为活性中间物种,其酸量和酸强度的增加是催化剂活性改善的主要原因.

丙烯选择还原一氧化氮反应铜基交联黏土催化剂的研究

采用聚合羟基阳离子合成交联蒙脱土(PILC),经SO2-4改性,制备了应用于C3H6选择还原NO的铜基交联黏土催化剂。考察了交联剂种类、Cu担载量及水蒸气存在对催化剂性能的影响,并采用DTA、XRD对PILC进行表征。研究发现,Al-PILC较Zr-PILC具有较好的热稳定性;350℃时Cu/Al-PILC(Cu质量分数为3%)上NO转化率达52.0%;由于金属氧化物交联柱表面的疏水特性,Cu/Al-PILC较Cu/ZSM-5具有较强的抗水蒸气能力,10%水蒸气存在仅使NO最大转化率下降了13.7%,NO和C3H6转化曲线较不含水蒸气时向高温方向移动。

Fe柱撑海泡石负载Cu催化剂:结构特点及其C_3H_6选择性催化还原NO催化性质

通过羟基铁离子柱撑将海泡石(Sep)改性成Fe柱撑海泡石(Fe-PILSEP),使用浸渍法(IM)将Cu负载在Fe-PILSEP上,制得不同铜含量的xCu/Fe-PILSEP催化剂。通过X射线衍射(XRD)、N2-吸附/脱附、H2-程序升温还原(TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等对样品进行表征,并测定其对丙烯选择性催化还原NO的催化活性。N2-吸附/脱附和TGA结果表明,Fe-PILSEP的比表面积和孔体积较海泡石原矿Sep极大地增加,热稳定性也明显优于Sep。XRD和XPS结果表明,在xCu/Fe-PILSEP催化剂上同时存在Fe3+/Fe2+和Cu2+/Cu+不同氧化态的氧化物,而且Fe与海泡石之间存在相互作用,Fe和Cu之间存在电子迁移。H2-TPR结果表明,xCu/Fe-PILSEP催化剂上存在不同聚集状态的氧化铜物种。xCu/Fe-PILSEP催化剂的丙烯选择性催化还原NO的催化活性明显优于Fe-PILSEP催化剂,这可能与Fe和Cu的氧化还原性有关。xCu/Fe-PILSEP的催化活性与Cu负载量相关,其中10Cu/Fe-PILSEP催化剂显示出最高的活性,这与其高的比表面积、孔体积和氧化还原性能,及其具有更多有利于HC-SCR反应的孤立Cu2+((Cu2+)i)物种有关。

SiO_3^(2-)柱撑含Cu类水滑石化合物的合成及其催化苯酚/H_2O_2羟基化反应性能

采用共沉淀法合成了 SiO_3^(2-)柱撑的含 Cu 类水滑石化合物(Cu-HTLcs-SiO_3)。X 射线衍射、透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱表征结果显示,Cu-HTLcs-SiO_3具有类水滑石结构,且层板间距大于 Cu-HTLcs-CO_3;Cu-HTLcs-SiO_3具有较好的网状结构,但其晶粒形貌和纹理特征受 n(Mg):n(Al)和n(SiO_3^(2-)):n(OH)的影响,Cu-HTLcs-SiO_3晶粒间的团聚严重影响其催化活性。以苯酚/H_2O_2羟基化为探针反应时发现,Cu-HTLcs-SiO_3的催化性能优于Cu-HTLcs-CO3,以在 Cu 摩尔分数为22.00%、n(Mg):n(Al)=3 00、n(SiO_3^(2-)):n(OH)=0.50的条件下合成的 Cu-HTLcs-SiO_3为催化剂,苯酚的转化率可达31.2%。

Cu-Al交联黏土催化剂的制备及其苯直接羟基化催化性能

通过直接向稀释的黏土悬浮液中引入Cu-Al交联剂,制备了不同n(Cu)/n(Cu+Al)的Cu-Al交联黏土催化剂。运用XRD、BET、FT-IR、TG、H2-TPR、SEM等手段表征所制备的Cu-Al交联黏土催化剂,并将其用于催化苯-H2O2直接羟基化制备苯酚反应中,考察了溶剂种类、反应时间、反应温度、催化剂用量、n(H2O2)/n(Benzene)对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Al交联黏土催化剂在苯直接羟基化反应中具有良好的催化活性,在最佳反应条件下可使苯转化率达64.2%,苯酚选择性达85.1%,苯酚收率达54.6%,优于其他含铜催化剂的催化效果。

Zr柱撑蒙脱土上负载稀土铈及铜铈催化剂的制备与表征

挥发性有机化合物（VOCs）．是一类严重影响环境及人体健康的污染物。如何有效地消除VOCs．已经成为一个非常令人关注的课题。目前VOCs的处理技术主要有吸附、吸收冷凝、膜分离、光催化降解、生物降解、等离子体技术和催化燃烧等方法。其中催化燃烧法由于效果好．无二次污染等特点．受到了广泛的关注。已有大量文献报道了贵金属催化剂（Pd，Pt，Rh等）对VOCs的处理具有活性高、耐热性能好、催化剂使用寿命长等优点。但由于价格、资源等因素，其推广应用受到了限制。在报道的VOCs净化催化剂中．一般往往集中于γ-Al2O3为载体，其他还有SiO2，TiO2及ZrO2等。

无机柱撑纯蒙脱石吸附Cu^(2+)的研究

该文采用羟基铝(离子)作柱化剂制备无机柱撑蒙脱石,探讨在不同投药量、吸附时间和pH值条件下,无机柱撑蒙脱石和纯蒙脱石对Cu2+的吸附效果,找出了吸附的适宜条件。结果表明,在相同条件下,无机柱撑蒙脱石对Cu2+的吸附效果优于纯蒙脱石,且两者的吸附等温线属于Langmuir型。

Al-Cu柱撑蒙脱土的超声制备与表征

以钠基蒙脱土为原料,在超声波作用下制备Al-Cu柱撑蒙脱土。柱撑溶液中的n(OH-)∶n(Al3+)为2.4,n(Cu)∶n(Al3+)为1∶9,可得到层间距d(001)值为1.9553 nm,比表面积为183.6m2.g-1的产物。采用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(TG-DSC)等手段对制备的柱撑蒙脱土进行了表征,结果表明:钠基蒙脱土经反应后,柱撑剂进入到蒙脱土层间,与蒙脱石骨架发生成键反应形成Si-O-Cu或Si-O-Al键,使得蒙脱土的层间距和比表面积都显著的增大,热稳定性也显著地提高了。

Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中铜离子的吸附性能研究

制备了Fe-Al柱撑膨润土,研究了其对水溶液中铜离子的吸附去除性能,结果表明:Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铜离子有很好的去除效果,当其用量为0.5 g时,水溶液中铜离子的吸附去除率达到90.7%;Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铜离子的吸附在60 min达到平衡;溶液pH值对水溶液中铜离子的去除有一定的影响,在中性和弱碱性条件下的去除率大于酸性。平衡吸附量qe与平衡质量浓度ρe之间的关系符合Freundlich和Lang-muir等温吸附方程所描述的规律。

柱形铜凸点在热力耦合场中的原子迁移

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。

铁铜铝交联蒙脱土催化降解酸性橙Ⅱ

采用离子交换法制备了Fe-Cu-Al交联蒙脱土(Fe-Cu-Al-MMT)催化剂,通过非均相氧化体系降解酸性橙II。考察了反应温度、反应时间、初始pH值、氧化剂H_2O_2的浓度和催化剂的投加量等因素对降解效果的影响。结果表明:在反应温度为60℃,反应时间90min,初始p H值为3.50,催化剂的投加量为0.5g·L^(-1),H_2O_2浓度为24mmol·L^(-1)条件下,COD去除率可高达82.23%。

不同氯酚催化氧化降解反应动力学

通过共沉淀法制备了Fe-Cu-柱撑黏土(Fe-Cu-PILC)催化剂,并以单氯酚、二氯酚、三氯酚作为模式化合物,研究了氯酚中氯原子取代数目、取代位置对其降解动力学的影响,并探讨了氯离子的存在对反应的影响,也基于费米分布函数对其降解动力学进行非线性拟合.结果显示,这种基于费米函数的半经验模型适用于模拟氯酚氧化降解动力学反应(R2>0.818).氯酚降解速率如下:3-氯酚(3-CP)>3,5-二氯酚(3,5-DCP)>2,3-二氯酚(2,3-DCP)>3,4-二氯酚(3,4-DCP)>2,5-二氯酚(2,5-DCP)>4-氯酚(4-CP)>2-氯酚(2-CP)>2,4-二氯酚(2,4-DCP)>2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)>2,6-二氯酚(2,6-DCP).氯酚降解过程明显受到苯环氯原子取代数目、取代位置的影响,且氯原子取代位置具有更重要的影响:氯原子取代数目相同时,间位氯越多,降解越快,邻、对位越多,降解越慢.这主要通过影响表观速率常数k和半衰期t*得以实现.3,5-DCP降解表观速率常数k高达18.17 h^(-1),半衰期为0.2 h,而2,6-DCP表观速率常数仅为0.64 h^(-1),半衰期为5.88 h.氯离子的存在对氯酚降解动力学过程产生不同程度的抑制作用,其中2,6-DCP、2,4,6-TCP的抑制作用最为明显,这主要是由于氯离子的存在延长了其半衰期(分别由5.88 h、4.29 h延长至9.00 h、5.99 h),而对3,4-DCP、3,5-DCP则几乎没有抑制作用.表明氯离子抑制邻位氯代程度高的氯酚降解而不抑制间位氯代程度高的氯酚降解.研究结果为深入揭示氯酚降解机理提供了理论基础,也为提高含酚废水降解速率提供了技术参考.

柱形铜凸点在电热耦合场中的原子迁移行为

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。

钛柱撑海泡石Cu基催化剂净化CO性能的研究

采用钛柱撑和酸改性海泡石作载体,使用浸渍法和离子交换法制备钛柱撑海泡石Cu催化剂用于CO氧化.结果表明,钛柱撑能显著提高Cu基催化剂的活性,采用浸渍法制备的钛柱撑量为30mmol.g-1,负载量为5%的Cu海泡石催化剂对CO的氧化效果最佳.BET结果表明钛柱撑改变了海泡石的结构,孔径由中孔向大孔发展;提高柱撑改性温度,柱撑液中的钛胶粒聚集,柱撑物种中的TiO2比例增大.

沉积于硅纳米孔柱阵列上的铜纳米颗粒退火行为研究

以具有规则表面形貌的硅纳米孔柱阵列(Silicon Nanoporous Pillar Array,Si-NPA)作为还原性衬底和组装模板,采用浸渍技术制备了铜/Si-NPA(Cu/Si-NPA)纳米复合体系。将新鲜制备的Cu/Si-NPA样品分别在400°C、600°C和800°C氮气气氛中退火,对比研究了沉积于Si-NPA衬底之上的铜纳米颗粒的表面形貌、晶粒尺寸随温度的演化规律。在较低、较高温度下退火时,铜纳米颗粒所发生的定向迁移、颗粒长大及中心凝聚现象分别在Ostwald成熟理论和团簇扩散理论的框架下得到了解释。

离子交换法合成Ac^-柱撑Cu-HTLcs及其催化性能研究

采用共沉淀法、离子交换法合成了Cu-HTLcs-Ac,其XRD、TEM、FT-IR表征结果表明,Cu-HTLcs-Ac具有类水滑石结构,且层板间距大于Cu-HTLcs-CO_3.并比较了它们在苯酚羟基化反应中的催化性能,其结果表明,以离子交换法得到的Cu-HTLcs-Ac催化性能最好.在此基础上,详细考察了离子交换温度与时间对Cu-HTLcs-Ac催化性能的影响,结果表明最佳离子交换温度与时间分别为室温与16 h.同时也考察了Cu-HTLcs-Ac在苯酚羟基化反应中的使用寿命,发现在循环使用4次后,其催化活性有明显的降低.

Thermal simulation of flexible LED package enhanced with copper pillars

Chip on flexible substrate （COF） is a new packaging technology for light emitting diodes （LED）. This paper investigated the effect of Cu-pillar in the polyimide （PI） layer on the thermal properties of COF LED pack- ages by finite element analysis. The thermal distribution and thermal resistance were studied in both COF LED packages with and without Cu-pillar. The PI layer showed the highest thermal resistance in the typical package and led to a high chip temperature. With the addition of Cu-pillars, however, the thermal resistance of the PI layer sig- nificantly decreased due to the improvement of vertical thermal dissipation under LED chips. Based on the results of simulation and calculation, the relationship between the amount of Cu-pillar and thermal resistance of the COF package has been built. For the packages studied in this research, an 8 × 8 Cu-pillars array was adequate to improve the thermal performance of COF packages.