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Cu-Sn-Cu互连微凸点热压键合研究

2021-10-13张潇睿

电子与封装 2021年9期

张潇睿

(中国民用航空飞行学院航空工程学院,四川广汉 618307)

1 引言

在微电子封装领域中,互连技术是其中的核心步骤,包括外引线互连和内引线互连[1],芯片互连技术直接影响封装成品的生产效率、生产成本以及其可靠性。在实际生产中,由互连技术所带来封装器件的失效占比达到25%~33%[2]。芯片互连技术包括引线键合、载带自动焊以及倒装焊;随着微电子封装朝着更小尺寸、更高集成度和更优异性能方向的发展,基于硅通孔技术的三维集成封装出现在封装行业中。而在目前的实际生产中,市场占比最多、应用最为广泛的当属倒装芯片键合技术[3]。

倒装键合是一种在芯片和基底之间采用微凸点进行互连的小型化、高集成密度的封装技术[4]。相对于传统的引线键合技术,倒装键合互连路径更短,综合性能更高[5-6]。倒装键合焊接面积与芯片面积大小一致,其封装密度很高,实际生产中基本达到了75%以上,具有良好的电气性能、更强的信号分配能力以及更低的能耗,更加适合于高频、高速的电子产品应用[7-9]。

倒装芯片的互连方式主要有3类,包括热超声、回流焊和热压。热压键合方式需要对准时有良好的精度,针对不一样的凸点尺寸、凸点材料,需要选用对应的温度、键合压力及键合时间。随着微铜柱凸点逐渐成为倒装芯片封装的主流[10],热压键合技术也日益成熟,成为工业生产和学术研究中的重点问题。

2 Cu-Sn-Cu微凸点倒装芯片及键合平台

随着倒装芯片的尺寸日益减小,凸点尺寸、间距也随之减小,针对一款Cu-Sn-Cu互连微凸点倒装芯片进行键合,该芯片凸点结构如图1所示。……

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