微米银焊点的超快激光图形化沉积及其在芯片连接中的应用探索

集成电路(IC)芯片封装中小尺寸、细节距焊点采用的传统锡基钎料在服役过程中存在桥接、电迁移、金属间化合物等问题,在大电流、大功率密度的应用中受到限制。采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在覆铜陶瓷(DBC)基板上图形化沉积了多孔微米银焊点,用于替代传统的钎料凸点,并将其应用于Si芯片与DBC基板的连接。结果表明:采用不锈钢作为掩模,可沉积出500μm及300μm特征尺寸的疏松多孔银焊点阵列,银焊点呈圆台形貌;在250℃温度、2 MPa压力下热压烧结10 min, Si芯片与DBC基板连接良好,连接后的银焊点边缘的孔隙率为42%左右,银焊点中心区域的孔隙率为22%;500μm和300μm特征尺寸的银焊点的连接接头的剪切强度分别为14 MPa和12 MPa;接头断裂主要发生在银焊点与芯片或DBC基板的连接界面处。