单晶铜键合丝的球键合性能研究

通过对自制单晶铜键合丝进行球键合工艺试验,并对键合后焊点分别进行键合拉力(BPT)和剪切力(BST)测试,以及对键合点的组织、界面进行观察和显微硬度测试。结果表明,单晶铜键合丝进行球键合后,焊点所能承受的拉断力和剪切力均为近似正态分布,具有较高的可信度,50μm的单晶铜键合丝的CPK值达到1.8以上,属于优质的过程能力指数。焊点经过可靠性试验后,界面依然清晰、较为平直,没有发现界面处形成微量弥散分布的金属间化合物和Kirkendall空洞,表现出稳定的电学和界面组织性能。

铜键合线的发展与面临的挑战

介绍了当今微电子封装中重点关注的铜键合引线,指出了铜键合线的优缺点。铜线键合是一种代替金和铝键合的键合技术,人们关注它不仅因为它的价格成本优势,更由于铜线特有的机械和电学等方面的优良性能,当然,铜线键合技术还存在不少问题和挑战,针对这些存在的问题,进行了简要的介绍并提出相应的解决办法。

钝化剂自组装单层膜在铜铜键合工艺中的应用

解决铜铜键合工艺中的铜氧化问题对于三维集成技术具有重要意义。选用1-己硫醇做临时钝化剂,通过自组装形式形成单层膜附着于铜表面,以防止铜在存放时与空气接触而发生氧化,键合前再使用乙醇等有机溶剂去除该单层膜。为了评估1-己硫醇的钝化效果,采用接触角作为主要指标对实验结果进行评价。研究表明,样片表面经过1-己硫醇处理后,接触角极大增加,并在空气中长时间保持稳定,说明1-己硫醇具有良好的钝化效果,采用此方法得到了高质量的铜铜热压键合样片。

陶瓷—铜键合基板（DBC）在功率模块的最近发展

DBC基板是功率模块上标准的电路板材料。利用DBC技术、厚铜箔(0．125mm-0.7Dmm)便可覆合在氧化铝或氮化铝陶瓷上。由於这种铜与陶瓷间结合力很强，致使其水平方向热膨胀系数减低到略比陶瓷热膨胀TEC大些。这样，在装配大型硅芯片时，就不需再用控制热膨胀的过渡片，芯片便可直接焊接在此基板上。因为DBC技术使用铜箔，令在陶瓷面上直接引出悬空的铜集成引脚实现。新的微导孔技木、结合此种集成引脚，今工程师们可以设计出轻巧、散热性良的气密封装模块。利用三维微通道式液冷散热基板置於高功率区底部，令高新技术、低热阻性(0．03k／W)的多芯片式模块可开发成功。一种新的、柔韧度高达>1000Mpa、及具有优异的耐高低温循环性的氧化铝DBC基板已经发展完成。

稀土铜合金及单晶铜键合材料项目落户濮阳开发区

6月17日上午，投资10亿元的稀土铜合金及单晶铜键合材料项目签约仪式在濮阳迎宾馆举行，开发区与合肥日升科技投资集团正式签约。

稀土铜合金及单晶铜键合材料项目落户河南濮阳市

6月17日，投资10亿元的稀土铜合金及单品铜键合材料项目签约仪式在濮阳市举行，濮阳开发区与合肥日升科技投资集团正式签约，打响了濮阳市招商引资工作百日攻坚行动的“第一枪”。

电子封装用铜及银键合丝研究进展

随着电子封装高密度化、高速度化和小型化发展,金键合丝由于成本和性能等问题已不能满足要求。成本更加低廉的铜及银键合丝逐渐成为金丝替代品,但铜键合丝存在硬度高、易氧化、工艺复杂等问题,银键合丝存在抗拉强度低、Ag^+迁移和高温抗氧化抗性差等缺点。针对上述问题,广大学者进行了分析和研究,根据相关的文献、专利和产品,综述了铜及银键合丝的性能特点、成分设计、制备工艺、可靠性研究和性能改善方法,并对其发展前景进行了展望。

含铜氮配键腰果酚醛缩聚物的特性及表征

腰果酚醛树脂中含有较活泼的酚羟基,略显酸性,易受碱的腐蚀。先由共缩聚法得到以苯胺改性的腰果酚醛缩聚物,再使之与CuCl2反应,合成含铜 氮配键腰果酚醛缩聚物。用IR、动态粘弹谱(DMTA)、TG和其他手段对产物的结构和理化性能进行表征。结果表明,金属铜离子与苯胺分子中氮原子形成配位键,增大了涂膜内部的交联度,使分子链间形成更大的网状结构。因此,含铜 氮配键腰果酚醛涂膜的物理机械性能、热稳定性、耐化学介质尤其是耐碱性能得到很大的改善。

铜片夹扣键合QFN功率器件封装技术

铜片夹扣键合工艺是一种替代传统引线键合中多引线或者粗引线键合的新工艺,其工艺产品本身具有一定性能优势,并且随着其技术应用的拓展,铜片夹扣键合产品结构变得多样化。针对铜片夹扣键合封装产品的结构设计以及工艺设计发展方向进行了研究,分析了铜片夹扣键合产品的性能优势,以及铜片夹扣键合不同阶段产品的结构特性与发展趋势;依据封装产品发展需求,总结出铜片夹扣键合产品结构未来的发展方向以及发展中面临的瓶颈问题,通过对其封装工艺、结构与材料分析给出对应的解决策略。

CS＿2在Cu─S键中插入产物（Ph＿3P）＿2Cu（S＿2CSR）与溶剂反应的研究Ⅲ双核铜化合物［CuI（PPh＿3）（py）］＿2和［CH＿2（C＿5H＿5N）＿2］＿2［Cu＿2I＿6］的形成和

ＣＳ＿２在Ｃｕ─Ｓ键中插入产物（Ｐｈ＿３Ｐ）＿２Ｃｕ（Ｓ＿２ＣＳＲ）（Ｒ＝Ｂｕ￣ｔ或与丙酮－Ｐｙ混合溶剂反应，获得了双核铜化合物［ＣｕＩ（ＰＰｈ＿３）（Ｐｙ）］＿２和［ＣＨ＿２（Ｃ＿５Ｈ＿５Ｎ）＿２］＿２［Ｃｕ＿２Ｉ＿６］两个化合物晶体，用Ｘ射线单晶衍射法测得它们的晶体结构。

裸铜框架铜线键合封装技术研究

对裸铜框架铜线键合封装的关键工艺进行了系统研究,通过选择合适的裸铜框架、分段烘烤方式、全密封轨道焊线机防氧化以及工序间时间间隔控制,实现铜-铜键合关键技术,这一研究结果为更多封装形式的裸铜框架实现铜线键合提供技术指导。

铜丝键合在实际应用中的失效分析

研究并总结了铜丝键合塑封器件在实际应用环境中工作时发生的几种不同失效模式和失效机理,包括常见封装类型电路的失效,这些封装类型占据绝大部分铜丝键合的市场比例。和传统的实验室可靠性测试相比,实际应用中的铜丝失效能够全面暴露潜在可靠性问题和薄弱点,因为实际应用环境存在更多不可控因素。实际应用时的失效或退化机理主要包括:外键合点氯腐蚀、金属间化合物氯腐蚀、电偶腐蚀、键合弹坑、封装缺陷五种类型。对实际应用中的数据和分析为进一步改善铜丝键合可靠性、提高器件稳定性提供了依据。

面向先进封装应用的混合键合技术研究进展

随着摩尔定律推进至纳米级节点,以硅通孔(TSV)、重布线层(RDL)、薄芯片堆叠键合等为支撑的三维集成被认为是延续摩尔定律的重要途径.Cu/SiO_(2)混合键合可以持续缩小芯片间三维互连节距、增大三维互连密度,是芯片堆叠键合前沿技术.近年来它在互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)、Xtacking 3D NAND、2.5D/3D集成等商业化应用突破,使之成为国内外领先半导体研究机构研究关注的热点话题.本文将系统梳理混合键合技术的研究历史与产业应用现状,重点分析近年来国内外代表性研究工作的技术路线、研究方法、关键问题等,在此基础上,对混合键合技术的未来发展方向进行展望.

功率模块用的直接键合铜(DBC)基板的最新进展

直接键合铜(DBC)基板是功率模块用的标准电路板。利用 DBC 技术的厚铜箔(0.125～0.7mm)可粘覆在氧化铝或氮化铝陶瓷上。由于铜与陶瓷键合的强粘附能力,可使其水平方向的热膨胀系数减小到略大于陶瓷的热膨胀系数。这样,无需用热膨胀系数补偿片(如:钨、钼片)就可将大尺寸硅芯片直接钎焊在此基板上。由于 DBC 技术使用铜箔,可实现在陶瓷片上直接引出悬空的铜集成引出腿。结合集成引出腿的新的跨接技术,可设计出改善热性能的轻巧的气密封装。为了在功率电路区域下施加液流冷却,采用三维微通道集成,可以获得极低热阻(<0.03K/W)的高端多芯片式模块。开发了一种新的抗挠强度大于1000MPa 和具有优越温度循环可靠性的氧化铝 DBC 基板。

CS_2在Cu—S键中的插入反应的研究——Ⅲ.[Cu(S_2CSC_6H_2Bu_3~t-2,4,6)]_4·4C_2H_5OH的合成与晶体结构

2,4,6-三特丁基硫酚铜[Cu(SC_6H_2Bu_3~t-2,4,6)]_n与CS_2的反应产物,用CS_2-乙醇重结晶,得黄色晶体,经X射线单晶衍射法测定,其结构为[Cu(S_2CSC_6H_2Bu_3~T-2,4,6)]_4·4C_2H_5OH。晶体属四方晶系,空间群:142d.a=b=1.7079(3)nm,c=3.5228(10)nm,V=10.275(6)nm^3,D_0=1.198g·cm^(-3),Z=4.1863个衍射点参与修正,R=0.0559。四个铜原子形成变形四面体,CS_2在全部四个Cu—S键中插入,形成硫代黄原酸配体(RSCS_2^-)。配体中两个硫原子参与配位,其中一个S桥连两个Cu原子,另一个S端接于第三个Cu原子。每个Cu原子都采取平面三配位方式。CS_2插入形成的CS_3基团基本共面,C—S平均键长为0.1712nm。本文还对CS_2,在Cu—S和Ag—S键中插入反应产物的结构特点及影响反应的因素进行了讨论。

Bi系高温氧化物超导体CuO_2面内Cu-O键伸缩振动的分析

测试了一系列Ｂｉ系高温氧化物超导体的红外吸收谱，分析了Ｂｉ系超导样品ＣｕＯ２面内Ｃｕ—Ｏ键的伸缩振动与样品超导电性的联系。结果表明，ＣｕＯ２面内Ｃｕ—Ｏ伸缩振动吸收峰强度的变化与样品零电阻温度的变化一致，其原因与微观结构内部声子与载流子的相互作用密切相关。其次，根据分子振动理论，采用简化模型计算了Ｂｉ系超导体ＣｕＯ２面内Ｃｕ—Ｏ键的伸缩振动频率。

Bi系高温超导体CuO_2面内Cu-O键伸缩振动的理论分析

根据分子振动理论，采用简化模型分析了Ｂｉ系高温超导体ＣｕＯ２面内Ｃｕ－Ｏ键伸缩振动的振动模式，并计算了单一红外活性模Ｅｕ的振动频率，计算结果与实验分析结果吻合较好。

Bi系高温超导体CuO_2面内Cu-O键振动的理论分析

根据分子振动理论，采用简化模型分析了 Ｂｉ 系高温超导体 Ｃｕ Ｏ２ 面内 Ｃｕ Ｏ 键振动的振动模式，计算了单一红外活性模 Ｅｕ 的振动频率·计算结果表明： Ｃｕ Ｏ２ 面内 Ｃｕ Ｏ 键 Ｅｕ 模式伸缩振动的频率为６７３８ ｃｍ － １ ，８０３２ ｃｍ － １ ，弯曲振动的频率为４１２ ｃｍ － １·计算结果中６７３８ ｃｍ － １ ，４１２ ｃｍ － １ 与 Ｂｉ 系高温超导体红外吸收光谱的实验分析结果较好吻合，８０３２ ｃｍ － １ 与实验分析结果中８００ ｃｍ － １ 附近归属尚未确定的吸收峰峰位比较接近·

Bi系高温超导体Cu-O键伸缩振动频率的理论计算

根据分子振动理论，采用简化模型分析了Ｂｉ系高温超导体ＣｕＯ２面内Ｃｕ－Ｏ键的伸缩振动模式，计算了相应于各振动模式的振动频率，并将理论分析结果与实验结果进行了比较，分析结果表明Ｂｉ系高温超导体ＣｕＯ２面内Ｃｕ－Ｏ键的伸缩振动模式有拉曼活性模Ａ１ｇ，Ｂ１ｇ和红外活性模Ｅｕ，其中拉蔓模Ａ１ｇ，Ｂ１ｇ的振动频率分别为１２６．３ｃｍ－１和５７３．６ｃｍ－１，与实验确定的Ｂｉ系高温超导体Ｃｕ－Ｏ键伸缩振动拉曼模所处的频率范围相近，而红外模Ｅｕ的振动频率为３９９．０ｃｍ－１在实验分析所确定的Ｂｉ系高温超导体Ｃｕ－Ｏ键伸缩振动红外活性模的频率范围内．

Bi系高温超导体CuO_2面内Cu─O键弯曲振动的理论分析

】根据分子振动理论，采用简化模型分析了Ｂｉ系高温超导体ＣｕＯ２面内Ｃｕ－Ｏ键弯曲振动的振动模式，计算了相应于各振动模的振动频率。