微小互连Cu-Sn界面钎焊及接头剪切行为

针对Cu-Sn-Cu三明治结构,进行0.06 MPa恒压钎焊.基于Cu-Sn二元相图,选定了不同的钎焊温度与钎焊时间.钎焊完成后,根据不同相组成可将接头分为残余锡,Cu_3Sn-Cu_6Sn_5-Cu_3Sn,Cu-Cu_3Sn-Cu三类.为研究三种不同相组成接头抗剪强度之间的关系,进行1 mm/min加载速率的剪切试验,并对断口进行形貌分析.结果表明,随着Sn与Cu_6Sn_5相继耗尽,接头抗剪强度不断升高.残余锡接头,Cu_3Sn-Cu_6Sn_5-Cu_3Sn接头,Cu-Cu_3Sn-Cu接头抗剪强度分别为23.26,33.59,51.83 MPa.分析断口形貌发现,在残余Sn接头断口中,可以分辨出Sn,Cu_6Sn_5,Cu_3Sn形貌,说明其断裂路径穿过了Cu_6Sn_5与Cu_3Sn两相.在Cu_3Sn-Cu_6Sn_5-Cu_3Sn接头断口中,可分辨出Cu_6Sn_5,Cu_3Sn形貌,其断裂路径穿过了Cu_3Sn相.全Cu_3Sn相接头断口中仅可分辨出Cu_3Sn相断裂形貌.

微/纳尺度Cu-Sn界面冶金行为研究进展

随着电子芯片封装尺度高度集成化和功能化,对芯片互连结构的性能需求越来越高。而三维封装互连结构是实现多芯片间系统集成的关键技术之一,微/纳尺度Cu-Sn互连结构是实现三维封装互连的重要方向。重点阐述了电子封装中Cu-Sn互连结构值得关注的几种界面动力学行为,分别为固-液界面Cu_(6)Sn_(5)的生长;Cu-Sn界面层状IMCs固态老化;微凸点孔隙型Cu_(3)Sn的生长动力学;1μm立柱式Cu-Sn界面IMCs生长;一维Cu/Sn纳米线的界面动力学。此外,随着互连结构尺度的减小,纳米尺度金属间化合物烧结连接等一些有关Cu-Sn界面冶金行为也在不断开展相关研究。最后,根据近年来微/纳尺度Cu-Sn界面冶金行为领域的研究进展,评述了该领域面临的挑战和展望。旨在厘清尺寸效应下的Cu-Sn界面生长动力学的主导机制,对实现三维集成电路的优质互连有着重要意义。