引線鍵合作為電子封裝最傳統(tǒng)和應(yīng)用最廣的封裝工藝，占據(jù)了IC芯片封裝總產(chǎn)量3/4以上的市場(chǎng)份額，常用Au-Al鍵合系統(tǒng)因脆性金屬間化合物大量生長(zhǎng)，易導(dǎo)致器件電性能退化鍵合點(diǎn)強(qiáng)度降低甚至焊點(diǎn)脫焊為了解決該問題，在鍵合系統(tǒng)中引入Al/Cu鍵合墊片做過渡層，使用Al-Al鍵合代替Au-Al鍵合，可以提高引線鍵合的可靠性，并降低封裝成本本文以Al/Cu層狀復(fù)合材料為研究對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)和電性能進(jìn)行了制備工藝研究，結(jié)合真空退火處理分析了Al/Cu復(fù)合材料中金屬間化合物的形成規(guī)律，利用沖壓成型技術(shù)加工了尺寸為1mm×1mm的Al/Cu鍵合墊片，并通過Deform-3D軟件對(duì)沖壓過程進(jìn)行了模擬 采用電子束蒸發(fā)法制備Al/Cu復(fù)合材料，通過控制沉積速率和襯底溫度可以得到導(dǎo)電性能接近于理論值的Al/Cu復(fù)合材料，沉積速率為0.4nm/s時(shí)可以得到顆粒尺寸均勻膜層致密的Al膜，且能保證Al/Cu復(fù)合材料有較低的電阻率，界面結(jié)合強(qiáng)度大于12.24MPa襯底溫度較高時(shí)，由于原子間發(fā)生相互擴(kuò)散在Al/Cu界面處形成了Cu₉Al₄和CuAl₂，大大增加...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1Au-Al焊接界面金屬間化合物結(jié)構(gòu)

-Al界面金屬間化合物的組成非常復(fù)雜，脆性更強(qiáng)，俗稱“白斑”此外，AuAl合物的晶格常數(shù)不同，機(jī)械性能和熱性加接觸電阻，破壞電路的歐姆連接電點(diǎn)處易出現(xiàn)鍵合強(qiáng)度降低，接觸電阻變，容易在界面處產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致器件的金屬間化合物的物理性能如表1.1[14]所合物一旦形成，鍵合....

圖1.2Au-Al系統(tǒng)界面反應(yīng)示意圖

exp(-)0RTQDD常數(shù)(cm2/s)，Q為擴(kuò)散過程激活能(J/mol)，Rl))，T為溫度(K)表1.2Au-Al金屬間化合物厚度隨高溫處理的增長(zhǎng)[11]加熱時(shí)間/min厚度/μm溫度/℃加熱時(shí)間/min2352....

圖1.3改進(jìn)后的功率芯片互連結(jié)構(gòu)

導(dǎo)致封裝成本過高為了解決異種金屬鍵合容易失效的問題，引入Al/Cu過渡鍵合墊片，改進(jìn)后的互連結(jié)構(gòu)如圖1.3所示采用Al/Cu鍵合墊片，將異種金屬鍵合改為同種金屬鍵合，不僅可以提高引線鍵合系統(tǒng)的可靠性，又可以降低封裝成本作為引線鍵合的過渡墊片，Al/Cu復(fù)合結(jié)構(gòu)需要....

圖1.4軋制復(fù)合原理示意圖

藥爆炸產(chǎn)生的能量，在微秒級(jí)時(shí)間的應(yīng)變速率和數(shù)百兆帕的高壓，從]由于加載壓力和界面高溫持續(xù)時(shí)，適用于大部分金屬之間的焊接[49能完成（熔點(diǎn)相差很大熱膨脹系數(shù)異很大的異種材料之間的焊接，可合界面形成冶金結(jié)合，復(fù)合強(qiáng)度高求高，機(jī)械化程度低，難于精確控（單位面積炸藥量復(fù)合板間距）....

本文編號(hào)：3962083