微小互连高度对倒装芯片组装焊点显微组织及力学性能的影响.pdf

在当前的电子制造领域，随着电子产品集成度的不断提升，微型化与小型化已经成为了一个主要的发展方向。而微小互连高度，即焊点高度对于倒装芯片组装焊点的显微组织和力学性能具有显著的影响。本文研究的主要内容和知识点可以详细展开如下： 1. 倒装芯片封装技术：倒装芯片技术（Flip-Chip Technology）是一种将芯片背面朝上直接贴合到基板上的封装方式。该技术能实现极高的二维封装密度，是目前封装密度最高的技术之一。它能有效缩小芯片与基板间的距离，进而实现高速信号传输。 2. 微铜柱互连焊点：随着技术的发展，微小尺寸的铜柱互连焊点被广泛应用于高性能计算芯片和存储器的封装中。微铜柱焊点具有连线短、连接电阻小、导电性好以及可靠性高等优点。这些焊点在高密度倒装芯片封装中起到至关重要的作用。 3. 微焊点尺寸的减小：随着集成化和小型化的深入发展，微焊点尺寸逐渐减小，焊点的最小间距在2015至2018年预计将降低到10微米。尺寸的减小对于焊点的显微组织和力学性能有着重要影响。 4. 焊点显微组织变化：研究不同高度的铜/ SAC（锡银铜合金）/铜焊点的显微组织变化对于理解焊点强度、可靠性至关重要。显微组织主要包含金属间化合物（IMC）层，该层在焊点的形成过程中对焊点的稳定性具有决定性作用。 5. 力学性能：微焊点的力学性能不仅受焊点显微组织的影响，还与焊点的高度有关。互连高度的变化将导致焊料层应变速率和焊点结构系数的改变，进而影响焊点的抗拉强度。研究发现，随着互连高度的降低，焊点的抗拉强度会因为应变速率及结构系数的增大而得到提升。 6. 断裂模式：当焊点高度降低到一定程度时，焊点断口特征由韧性断裂转变为脆性断裂。不同的断裂模式对焊点的可靠性有着直接的影响。 7. 互连高度的优化：对于倒装芯片封装技术，如何选择合适的互连高度是保证焊点显微组织和力学性能的关键。互连高度需要在保证焊点可靠性与导电性能的同时，还要顾及到芯片上的高密度互连要求。 在上述内容中，通过实验数据和分析，可以得到在微小互连高度下焊点显微组织变化及力学性能的影响规律。在应用这些规律时，可以为电子封装设计、工艺优化及可靠性评估提供科学依据，有助于提高电子产品的整体性能和稳定性。 上述知识点不仅对从事电子封装领域的专业人士有着重要的参考价值，同时也为材料学、微电子工程等相关学科的科研和教学提供了宝贵的资料。通过深入研究和应用这些知识点，能够有效推动电子封装技术向更小型化、更高集成度的方向发展。