微连接和纳连接的研究新进展

微连接和纳连接是微/纳级机械、电子和医疗等器件或系统结构制造的关键技术,综述其最新研究进展.针对电子封装,阐述无铅钎料的研制现状和铜引线键合新技术.针对医疗器件和铋系超导带材,分别介绍细丝、薄片连接的典型方法如微电阻焊、微激光焊和钎焊以及一步法扩散焊.对于碳纳米管,介绍电子束辐照连接、双壁碳纳米管薄膜卷覆法连接及钎焊....     

微米氧化银膏原位生成纳米银的低温烧结连接

为降低纳米银膏用于低温烧结电子互连封装的成本,用较低廉的微米级Ag2O粉末与三甘醇配制成膏.文中研究了其原位生成纳米银的反应机理、低温烧结特性并用其低温烧结连接镀银铜块.结果表明,三甘醇还原微米级Ag2O原位生成纳米银的温度远低于Ag2O粉本身的分解温度,同时生成可以逸出的气体,且随温度升高和保温时间延长,生成的银颗粒增多并逐渐烧结长大形成颈缩式颗粒.在烧结连接温度250℃和外加压力2 MPa条件下,烧结保温时间延长可显著提高接头强度,保温5 min可获得抗剪强度为24 MPa的接头,并对典型条件下的接头断口和横截面显微组织结构进行了分析.     

Ag2O焊膏中添加镀银铜粉的低温烧结连接及其性能

微米尺寸Ag₂O焊膏相对于纳米银焊膏成本低廉且在高温电子互连封装行业中有应用前景.为了进一步降低连接成本及提高接头的抗电化学迁移能力,向Ag₂O焊膏中加入镀银铜粉制得了新型混合焊膏.文中对比了用原有微米尺寸Ag₂O焊膏与加入镀银铜粉后的新型混合焊膏连接所得接头的抗剪强度以及两种焊膏烧结后的抗电化学迁移能力.结果表明,在连接温度为250℃时,用含镀银铜粉的混合Ag₂O焊膏连接的接头抗剪强度下降明显,但焊膏烧结后的抗电化学迁移能力获得显著提升,水滴试验结果表明其电迁移短路时间延长了一倍以上.     

纳米金属颗粒膏合成及其低温烧结连接的电子封装应用研究进展

针对微电子元器件及其高密度系统制造,特别是大功率器件互连封装中无铅、低温互连而其接头又具有良好高温性能的需求,以作者课题组的研究为例,基于金属纳米颗粒具有高表面能的特性,简要概述其低温烧结连接用于电子封裴的原理、纳米颗粒膏的合成、低温烧结连接工艺因素对接头性能的影响及其发展趋势。     

表面活化室温键合技术研究进展

随着半导体技术领域对低温晶圆键合技术的需求不断增长，表面活化键合（Surface activated bonding, SAB）技术开始被广泛研究。与其他键合方式相比，即使在室温下，表面活化键合也能完成牢固的键合，对于常规半导体、金属材料等非常有效。但对于SiO₂、有机物等材料，标准的表面活化键合并不十分适用，限制了其在特定领域的应用。近年来，研究者们提出两种改进型表面活化室温键合技术，通过在表面活化时或活化后向材料表面沉积一层纳米中间层，将晶圆的直接键合转化为纳米中间层间的键合。在键合机理方面，重点分析了材料的表面活化机制、界面原子成键机制以及环境因素对键合强度的影响等。通过对前期研究的分析总结进一步对比了三种表面活化键合技术的优缺点，期望可以推动表面活化键合技术在半导体技术领域的进一步广泛应用。