金凸点热超声倒装焊工艺研究

系统地研究了金凸点热超声倒装焊工艺参数,结果表明:焊接压力越大,芯片剪切强度越大,其随着焊接压力的提高而升高。压力不足会导致凸点形变量不足,与基板接触程度不足,压力过大会造成凸点严重变形,凸点已完全平坦化,沿四周过度扩展,焊接压力约为35~45 g/球比较合理;超声功率在40%及以上,剪切力趋于平缓,根据试验结果,使用的超声功率应该从“剪切力/超声功率”曲线的“上坡段”选取,约40%比较合理;随着焊接时间的延长,剪切力先增大,后逐渐减小,对焊接时间而言,过长的超声时间是无效的,反而会使本来已实现焊接的界面反复摩擦和塑性形变而损伤,结合强度降低,合理的焊接时间为1 s左右。经试验考察,当前的焊接工艺参数,在经历长寿命,以及比较严苛的温度应力之后,具有较好的可靠性。

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。

基于架桥套刻改进声表面波芯片探测工艺研究

为避免芯片尺寸封装工艺中金属凸点过多,实现声表面波芯片的片上测试,提高良品率,该文研究利用架桥套刻的工艺制备声表面波芯片。在叉指图层上制备绝缘桥墩,在绝缘桥墩上制备连通内部电极和外部电极的导电桥,通过绝缘桥墩将导电桥与汇流条隔开,实现内部电极的引出。通过实验验证方案的可行性,利用传统光刻技术在衬底上制备叉指图层,利用套刻对准技术制备覆盖在汇流条上的聚酰胺酸绝缘桥墩,并在绝缘桥墩上制备连接内部电极和外部电极的导电桥,得到SAW芯片。通过探针点测直接片上测试芯片性能,测试结果达到预期要求。

三维异构集成的发展与挑战

三维异构集成技术带动着半导体技术的变革,用封装技术上的创新来突破制程工艺逼近极限带来的限制,是未来半导体行业内的关键技术。三维异构集成技术中的关键技术包括实现信号传输和互连的硅通孔/玻璃通孔技术、再布线层技术以及微凸点技术,不同关键技术相互融合、共同助力三维异构集成技术的发展。芯片间高效且可靠的通信互联推动着三维异构集成技术的发展,现阶段并行互联接口应用更为广泛。异构集成互联接口本质上并无优劣之分,应以是否满足应用需求作为判断的唯一标准。详述了三维异构集成技术在光电集成芯片及封装天线方面的最新进展。总结了目前三维异构集成发展所面临的协同设计挑战,从芯片封装设计和协同建模仿真等方面进行了概述。建议未来将机器学习、数字孪生等技术与三维异构集成封装相结合,注重系统级优化以及协同设计的发展,实现更加高效的平台预测。

倒装芯片凸焊点的UBM

介绍了倒装芯片凸焊点的焊点下金属（ＵＢＭ）系统，讨论了电镀Ａｕ凸焊点用ＵＢＭ的溅射工艺和相应靶材、溅射气氛的选择，给出了凸焊点ＵＢＭ质量的考核试验方法和相关指标。

倒装焊芯片的焊球制作技术

介绍了芯片倒装焊的重要意义、发展趋势、基本的焊球类型、制作方法及焊球质量的检测技术。

倒装芯片互连凸点电迁移的研究进展

电子产品向便携化、小型化、高性能方向发展,促使集成电路的集成度不断提高,体积不断缩小,采用倒装芯片互连的凸点直径和间距进一步减小和凸点中电流密度的进一步提高,由此出现电迁移失效引起的可靠性问题。本文回顾了倒装芯片互连凸点电迁移失效的研究进展,论述了电流聚集和焊料合金成分对凸点电迁移失效的影响,指出了倒装芯片互连凸点电迁移研究亟待解决的问题。

现代微光电子封装中的倒装焊技术

结合我们设计制作的倒装焊光电子器件—智能像素面阵 ,对倒装焊的工艺过程作了简要的介绍。该面阵采用铟做凸点材料 ,制作了输入输出数达 6 4× 6 4的凸点电极阵列 ,并采用回流焊的方式 ,将光电调制器面阵与对应的处理电路芯片对准后加热回流实现焊接 ,形成输入输出引线间距只有 80

织构对铟凸点剪切强度的影响

制作了 2种形式的铟凸点 :即直接蒸发沉积的铟柱和将铟柱回流得到的铟球 .同时对比了铟柱和铟球 2种凸点的剪切强度 ,测试结果表明铟球剪切强度为 5 .6MPa ,铟柱的剪切强度为 1.9MPa ,前者约为后者的 2 .9倍 .对铟凸点微观结构的X光衍射分析发现 :铟柱剪切强度低是织构弱化所致 ;铟球剪切强度高是由于回流破坏了铟柱的理想 (10 1)丝织构模式 。

芯片级封装技术研究

对刚性基板倒装式和晶圆再分布式两种结构的芯片级封装(CSP)进行了研究,描述了CSP的工艺流程;详细讨论了CSP的几项主要关键技术结构设计技术,凸点制作技术,包封技术和测试技术;阐述了采用电镀和丝网漏印制备焊料凸点的方法。

芯片高密度封装互连技术

电子封装正朝着高密度封装的方向发展,以满足市场对高性能、高可靠性、低成本、微型化的电子产品的需求.高密度封装具有多学科交叉的特点.综述课题组多年来在芯片高密度封装互连技术,包括倒装芯片(flip chip,FC)凸点制备/转移技术、导电胶高密度互连技术、叠层芯片封装技术及封装可靠性方面的研究工作,并指出未来高密度封装技术的发展方向.

红外探测器倒装互连技术进展

随着红外焦平面技术的发展,红外探测器探测波段已由单波段变为双色及四色波段,半导体元件的封装数量由最初的数十个发展到数百万个,I/O输出密度不断增大,传统微互联技术如引线键合技术、载带自动焊技术等已根本无法满足器件要求。倒装焊技术以其封装尺寸小、互联密度高、生产成本低的特点越来越受到人们的亲睐。倒装互连工艺主要包括:UBM制备、铟膜沉积、回流成球、倒压焊、填充背底胶。介绍了各工艺步骤的发展状况,并对铟膜沉积、铟柱增高工艺进行详细阐述。

用于倒装芯片的金球凸点制作技术

倒装芯片中凸点用于实现芯片和基板的电路互连,芯片凸点的制作是倒装芯片技术的关键技术之一。对金球凸点制作进行了介绍。金球凸点直接粘附于芯片上,同时又可具有电路互连的作用,可以完成倒装芯片与基板的电气连接。金球凸点的优势是简单、灵活、便捷、低成本,最大特点是无需凸点下金属层(UBM),可对任意大小的单个芯片进行凸点制作,平整度可达到±4μm。

腐蚀性细菌对油田注水系统金属腐蚀和结垢的影响及防治措施

对油田注水系统中存在的硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌和硫杆菌的特征及其产生腐蚀与结垢的作用机理和防治措施进行了介绍,并指出了腐蚀性细菌的研究方向.

一种低成本倒装芯片用印刷凸焊点技术的研究

利用化学镀底部金属化层结合丝网印刷制作凸焊点的技术,通过剪切实验得到了凸焊点的剪切强度,用电子显微镜对失效表面进行了分析研究,应用SEM及EDAX分析了凸焊点的组织结构与成分变化,对热老炼后凸焊点的强度变化进行了研究。结果表明凸焊点内部组织结构的变化是剪切失效的主要原因。经X光及扫描声学显微镜检测,表明组装及填充工艺很成功。对已完成及未进行填充的两种FCOB样品进行热疲劳实验对比,发现未进行填充加固的样品在115周循环后出现失效,而经填充加固后的样品通过了1 000周循环,表明下填料明显延长了倒装焊封装的热疲劳寿命。

无铅互连凸点电迁移失效的四探针测量

针对无铅互连电迁移失效这一高密度封装时面临的重要课题进行了研究.采用四探针法分别监测了电流密度为1.5×104A/cm2和2.2×104A/cm2时Sn3.5Ag0.5Cu互连凸点上电压的变化,发现电流密度为2.2×104A/cm2时凸点的平均电阻变化率超过电迁移失效的临界值10%,分析了其微观结构的扫描电镜照片,所提出的发生电迁移失效的电流密度值为凸点设计提供十分有用的数据.对无铅互连凸点的电迁移失效过程和四探针测量法的测量误差进行了分析,提出了采用四凸点结构提高测量精度的改进措施.

倒装芯片钉头凸点工艺技术

采用钉头凸点工艺进行了倒装芯片上凸点的制备,运用田口试验方法进行设计和试验验证,确定了钉头凸点制备的优化的工艺参数组合。研究结果表明:凸点质量的影响因素依次是超声时间、超声功率和焊接压力,优化的工艺参数组合为超声时间50 ms、超声功率0.36 W、焊接压力55 gf。采用优化后的工艺参数进行凸点制备,获得了稳定性良好的钉头凸点,可满足小批量混合集成微波电路芯片倒装焊接的需要。

倒装芯片凸点制作方法

倒装芯片技术正得到广泛应用 ,凸点形成是其工艺过程的关键。介绍了现有的凸点制作方法 ,包括蒸发沉积、印刷、电镀、微球法、黏点转移法、SB2 -Jet法、金属液滴喷射法等。每种方法都各有其优缺点 ,适用于不同的工艺要求。可以看到要使倒装芯片技术得到更广泛的应用 。

红外探测器倒装互连工艺中的铟柱高度研究

针对制冷型红外焦平面探测器倒装互连工艺中的铟柱高度展开了调研,结果显示目前行业内关于该工艺中的铟柱高度设计的离散性较大,铟柱高度范围为5~24μm,差值达到了19μm。本文构建了包含探测器芯片、铟柱、填充胶、钝化层和UBM的像元级有限元仿真模型,并根据不同的铟柱直径和高度开展了60组仿真计算,根据计算结果绘制了p-n结区最大应力值的变化曲线,并分析了应力变化规律。

铟凸点对倒装互连影响的研究

制作了2种形式的铟凸点:即直接蒸发沉积的铟柱和将铟柱回流得到的铟球。分别讨论了铟柱和铟球对倒装互连的影响,着重讨论了铟球和铟柱分别和芯片倒装互连后的剪切强度,结果发现在互连未回流的状态下铟球的剪切强度是铟柱的1.5倍,回流后铟球的剪切强度是铟柱的2.8倍。此外,分析讨论了长时间放置在空气中的铟球对倒装互连的影响,结果发现长时间放置在空气中的铟球和芯片互连后,器件的电学与机械连通性能会受到很大的影响。