基于纳米铜烧结互连键合技术的研究进展

第三代半导体与功率器件的快速发展对封装互连技术提出了新的需求,纳米铜、银烧结互连技术因其优异的导电、导热、高温服役特性,成为近年来第三代半导体封装进一步突破的关键技术。其中,纳米铜相较于纳米银烧结具有明显的成本优势和更优异的抗电迁移性能,然而小尺寸铜纳米颗粒的制备、收集与抗氧化性都难以保证,影响了其低温烧结性能与存储、使用的可靠性。该文回顾了近年来面向第三代半导体与功率器件封装的纳米铜烧结技术的最新研究成果,分析了尺度效应、铜氧化物对烧结温度及扩散的影响,总结了键合表面纳米化修饰、铜纳米焊料的制备与烧结键合、铜纳米焊料氧化物自还原等多项技术的优势与特点,展望了烧结铜技术进一步面向产业化应用的研究方向。

LTCC微波多芯片组件中键合互连的微波特性

键合互连是实现微波多芯片组件电气互连的关键技术 ,键合互连的拱高、跨距和金丝根数对其微波特性具有很大的影响。本文采用商用三维电磁场软件HFSS和微波电路设计软件ADS对低温共烧陶瓷微波多芯片组件中键合互连的微波特性进行建模分析和仿真优化。

键合互连对PIN开关性能的影响

在引入键合互联线等效模型的前提下,建立PIN开关等效电路模型。通过提取键合互连线的并联电容、串联电感、串联电阻等参数,将其应用于PIN开关等效电路模型,计算微波开关电路的插损和隔离度,并与应用矩阵相乘方法计算值进行比较。结果表明,在考虑键合线影响后,计算并联双管PIN开关和并联三管PIN开关的插损更符合实际,而计算的隔离度与典型值基本一致。

MEMS传感器Cu/Sn共晶键合工艺关键技术研究

针对微机电系统(MEMS)传感器电气互连的需求,开发了一种适用于MEMS器件芯片对基板键合的工艺方法。采用蒸发工艺在MEMS器件圆片上沉积厚度为2μm的Cu薄膜和1.5μm的Sn薄膜,在键合基板沉积2μm厚度的Cu金属层形成键合凸点,之后芯片与键合基板在280℃环境中保持30 s、260℃环境中保持15 min,通过Cu和Sn的互溶扩散工艺完成键合,从而实现电气互连。对键合面强度进行标定,计算剪切强度达4.3 MPa。测量键合区导线电气特性,导电性能良好。同时进行了能谱测试,结果表明符合Cu/Sn键合化合物组成成分,为实现芯片与陶瓷基板电气互连提供了一种新方法。

键合互连对微波多芯片组件相位特性的影响

对键合互连对微波多芯片组件的相位特性影响进行了理论分析，并通过仿真软件HFSS对金丝键合互连模型进行了仿真。给出了在8～18GHz的频率范围内，由于金丝拱高和跨距装配误差带来的相位误差。仿真分析表明，当金丝跨距在0．4～0．8mm范围内波动时，最大相位差值在11GHz以上时会超过20°，而当拱高在0．1-0．4mm范围内波动时，最大相位差值在10GHz以上时会超过20°，在13GHz以上频率会超过30°。