電子器件日趨小型化,器件的集成度也隨之提升,電流密度、功率密度大幅提升,導(dǎo)致芯片在工作時產(chǎn)生大量的熱量,需要有足夠耐高溫的能力。SiC等第三代半導(dǎo)體材料本身具有優(yōu)異的性能,尤其是耐高溫性能,可以滿足電子器件的發(fā)展需求。然而,關(guān)鍵性問題是缺乏與之相匹配的高溫芯片貼裝材料。本課題為了解決這一需求,提出了兩種焊縫結(jié)構(gòu),一種新型TLP焊縫,一種Cu-Cu互連焊縫,旨在實現(xiàn)“低溫短時連接,高溫服役”。通過電鍍制備前驅(qū)體Cu-Zn合金,發(fā)現(xiàn)電鍍液中主鹽離子濃度不同時,制備的合金結(jié)構(gòu)不同,繼而后續(xù)經(jīng)去合金化處理后制備的泡沫Cu結(jié)構(gòu)不同。根據(jù)泡沫Cu制備過程中出現(xiàn)的兩種結(jié)構(gòu)各自的特性,分別將其應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)焊縫的制備,并對兩種結(jié)構(gòu)的焊縫進(jìn)行了性能表征以及老化后的力學(xué)性能測試。對于新型TLP焊縫,0.75 MPa壓力下165℃、10 min的低溫短時條件下即可以將低溫釬料In完全消耗,焊縫由致密化的泡沫Cu與η相、Cu₁₁In₉相組成,當(dāng)焊接溫度為310℃,焊縫由致密化的泡沫Cu與熔點(diǎn)大于600℃的δ相與η相組成。通過對焊縫顯微形貌的觀察,發(fā)現(xiàn)隨著焊接時長延長...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2納米不同成分Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度[17]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-切強(qiáng)度顯著下降，共晶焊點(diǎn)的下降幅度高達(dá)23%。而未經(jīng)處理的Cu基板，在老化后焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度下降幅度不明顯。作者認(rèn)為，這是由于Cu基板表面的光滑度會影響回流后焊點(diǎn)的冷卻速度，而焊點(diǎn)的冷卻速度則會影響剪切強(qiáng)度。圖1-2納米不同成分Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)....

圖1-5不同SiC添加量焊縫剪切強(qiáng)度與熱循環(huán)的關(guān)系[21]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-圖1-5不同SiC添加量焊縫剪切強(qiáng)度與熱循環(huán)的關(guān)系[21]Wang等人[22]為了克服基于第三代半導(dǎo)體GaN的大功率器件的散熱問題，通過將Mo/Au（5nm/11nm）納米層沉積在GaN和金剛石晶圓上，在室溫下施加一定壓力鍵合，結(jié)合強(qiáng)度為6.8....

圖1-6TLP示意圖：a）薄膜狀疊層；b）顆粒狀混膏[24]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-圖1-5不同SiC添加量焊縫剪切強(qiáng)度與熱循環(huán)的關(guān)系[21]Wang等人[22]為了克服基于第三代半導(dǎo)體GaN的大功率器件的散熱問題，通過將Mo/Au（5nm/11nm）納米層沉積在GaN和金剛石晶圓上，在室溫下施加一定壓力鍵合，結(jié)合強(qiáng)度為6.8....

圖1-8280℃下Ag-Sn-Ag焊縫中孔洞的顯微組織：a）150min；b）300min[26]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-中的Cu量太少，難以生成足量的填充顆粒，從圖b）中我們也可以看出在Cu量充足的時候，Cu6Sn5呈連續(xù)的疊片狀。由圖c）、d），可以看出，在反應(yīng)初期，上基板表面的Cu膜可以緩沖Ag-Sn之間的反應(yīng)，使上層的Ag3Sn層明顯薄于下層。如圖c）、d....

本文編號：3922689