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March 11, 2021

Une liaison plus forte et meilleure dans l'emballage avancé

les intégrateurs de Système-dans-paquet se déplacent vers la liaison directe de cuivre-à-cuivre entre la matrice pendant que le lancement en esclavage descend, faisant la soudure employée pour relier des dispositifs dans un paquet hétérogène moins pratique.

Dans la liaison de thermocompression, bosses de cuivre saillantes en esclavage aux protections sur le substrat sous-jacent. Dans la liaison hybride, des protections de cuivre sont marquetées dans un diélectrique, réduisant le risque d'oxydation. Dans les deux cas, bien que, la diffusivité extérieure du cuivre définisse la dépendance de taux et de température de la formation en esclavage.

Dans les deux cas, bien que, la diffusivité extérieure du cuivre définisse la dépendance de taux et de température de la formation en esclavage. Le cuivre crystalizes dans un trellis cubique, avec la surface exposée correspondant au visage du cube, d'un avion intersectant quatre coins opposés, ou d'un avion intersectant trois coins. Label de Crystallographers ces visages (100), (110), et (111), respectivement, basé sur les index de Miller du trellis.

En cuivre, l'oxydation est beaucoup plus lente et la diffusivité est des ordres de grandeur plus rapidement : 1,22 x 10-5 cm2/sec à 250°C sur (les 111) surfaces, mais seulement 4.74×10-9 cm2/sec sur (100) apprêtent, et 3,56 x 10-10 cm2/sec sur (les 110) surfaces. Quand (les 111) surfaces, Chien-Min Liu et collègues de collage chez Chiao Tung University nationale à Taïwan ont réalisé les connexions robustes aux températures comme bas comme 150°C, alors que les surfaces orientées moins faisaient fonctionner les températures en esclavage minimum plus près des processus typiques de ré-écoulement de la soudure 350°C. à environ 250°C, et beaucoup de composés adhésifs provisoires sont conçus pour cette température ambiante.

(Les 111) surfaces offrent également une densité atomique plus élevée, menant à un lien plus fort. Les surfaces à moins de 25% des grains orientés dans cette direction étaient à échec en esclavage enclin.

L'orientation extérieure dépend du processus de galvanoplastie employé pour déposer les caractéristiques de cuivre. L'ingénieur des méthodes appliqué de matériaux Marvin Bernt a expliqué que les caractéristiques larges et peu profondes n'ont aucune paroi latérale significative. Le fond de la caractéristique peut servir de calibre à la croissance orientée. En tant qu'augmentations de profondeur de caractéristique, aides isogones d'une couche de graine réduire le risque de plaquer des vides le long des parois latérales.

Malheureusement, la couche de cuivre croissante tend à s'accumuler même sur toutes les surfaces de graine. Des grains colomnaires s'élevant du fond de la caractéristique sont découpés par des grains s'élevant des parois latérales. Pour des allongements plus grands que 1,5, ce « pincement outre de » peuvent même mener aux vides internes. Le processus de électrodéposition doit équilibrer les compromis parmi l'orientation, le taux de dépôt, et la croissance sans nulle.

Le grosseur du grain et l'orientation sont également affectés par emplacement dans la rangée de protection, indépendamment de la taille de protection. Les protections de bord ont de plus petits grains, augmentant vers l'intérieur de la rangée. L'orientation de grain dépend de la taille de protection et la position de protection, le SeokHo Kim et les collègues à Samsung ont trouvé, probablement en raison des changements de densité de courant pendant la galvanoplastie. La réalisation des grains colomnaires désirés, alors, dépend de l'interaction entre la couche de graine, la forme d'onde actuelle fournie par l'outil de électrodéposition, et la chimie du bain de électrodéposition.

Quand deux surfaces fortement orientées se réunissent, les résultats sont remarquables. Jing Ye Juang et les collègues chez Chiao Tung University nationale ont observé une structure de trellis continue, effaçant l'interface de pré-liaison. Dans des essais d'arrachement, l'interface de cuivre-cuivre était plus forte que le lien de cuivre-silicium et l'adhésif entre l'échantillon et le montage d'essai. De même, la résistance électrique était comparable à celle du cuivre en vrac.

La liaison réussie de cuivre-à-cuivre dépend d'un processus de galvanoplastie qui peut fournir à structure granulaire de cuivre cohérente. Cependant la galvanoplastie est bien établie pour BEOL et les applications de TSV, les conditions spécifiques de la liaison de cuivre-à-cuivre sont nouvelles. (de Katherine Derbyshire)

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