隨著微電子制造業(yè)的飛速發(fā)展,三維封裝制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,在垂直方向?qū)呻娐愤M(jìn)行堆疊,具有更高的集成度、更高的性能、更高的功能密度以及更低的功耗。但是由于特征尺寸的大幅縮小,這使得后端封裝原有的微連接與封裝工藝不能滿足應(yīng)用需求。為了解決三維制造中高效可靠的低溫互連問(wèn)題,本文在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（973計(jì)劃）“多場(chǎng)作用下三維密排陣列微互連結(jié)構(gòu)形成及性能調(diào)控”的資助下,從局部加熱鍵合的角度出發(fā),以Al/Ni自蔓延反應(yīng)材料作為局部熱源,系統(tǒng)地研究了基于單一Sn層、Sn-Cu和Sn-Ni交替多層薄膜的Cu-Cu自蔓延反應(yīng)鍵合工藝,以及大規(guī)模Cu凸點(diǎn)陣列的低溫Cu-Cu鍵合技術(shù),得到了以下主要結(jié)論:（1）在待鍵合的Cu基底上直接電鍍制備1-7μm厚的Sn鍍層,利用15V的直流電源產(chǎn)生的電火花來(lái)引燃Al/Ni納米箔釋放熱量,在5MPa的壓力下進(jìn)行Cu-Cu鍵合。對(duì)鍵合界面橫截面進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Sn鍍層厚度小于4μm時(shí),孔洞、裂紋等缺陷隨著Sn鍍層厚度的增加而顯著減少,在4μm時(shí)基本達(dá)到穩(wěn)定。而Sn鍍層/Cu基底界面處的金屬間化合物（IMC）Cu₆Sn₅

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：107 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 Cu凸點(diǎn)低溫鍵合工藝的研究現(xiàn)狀
    1.3 自蔓延局部加熱連接工藝研究現(xiàn)狀
    1.4 Cu-Cu低溫鍵合存在的問(wèn)題
    1.5 研究目標(biāo)及內(nèi)容
2 基于單層Sn焊料的Cu-Cu自蔓延反應(yīng)鍵合
    2.1 試驗(yàn)材料及方案
    2.2 Sn鍍層厚度對(duì)Cu-Cu自蔓延反應(yīng)鍵合工藝的影響
    2.3 本章小結(jié)
3 基于交替多層薄膜焊料的Cu-Cu自蔓延反應(yīng)鍵合
    3.1 試驗(yàn)材料及方案
    3.2 基于Sn-Cu多層結(jié)構(gòu)的Cu-Cu自蔓延反應(yīng)鍵合研究
    3.3 基于Sn-Ni多層結(jié)構(gòu)的Cu-Cu自蔓延反應(yīng)鍵合研究
    3.4 本章小結(jié)
4 基于加熱引燃的高密度Cu凸點(diǎn)陣列的自蔓延反應(yīng)鍵合
    4.1 試驗(yàn)材料及方案
    4.2 NF40 Al/Ni納米箔的熱性能研究
    4.3 基于Sn-Ni多層薄膜的Cu凸點(diǎn)陣列的自蔓延反應(yīng)鍵合研究
    4.4 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 創(chuàng)新之處
    5.3 下一步工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士期間發(fā)表的相關(guān)論文
附錄2 攻讀博士期間發(fā)表的專利目錄
附錄3 博士生期間參與的課題研究情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3644004