2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、當今時代微電子技術(shù)飛速發(fā)展,微電子集成電路尺寸越來越小,封裝維度由二維擴展到三維立體封裝,封裝密度越來越高。由于高密度封裝要求更小的焊點體積,長期服役后金屬間化合物(Intermentallic Compounds,簡稱IMC)所占的比重將越來越大。而IMC/釬料界面在無鉛釬料的變形、裂紋萌生、擴展和斷裂過程中容易成為焊點薄弱點。為了克服這一缺陷,越來越多的研究者關(guān)注全IMC焊點——即全由IMC相組成的小尺寸焊點的制備。然而,阻礙全IM

2、C焊點工業(yè)化應(yīng)用的突出問題在于如何控制焊點中IMC的生長。本文借鑒晶圓制造業(yè)中籽晶誘發(fā)的原理,提出誘發(fā)薄膜控制Cu/Sn界面反應(yīng)的方法。
  本文首先確定了本課題所用到的Sn在不同厚度的條件下完全轉(zhuǎn)化為Cu3Sn需要的時間,為后續(xù)工作打下基礎(chǔ)。其次介紹了制備Cu3Sn誘發(fā)薄膜的工藝,通過引入電流、單晶銅基板的創(chuàng)新方法,制備了四種不同的誘發(fā)薄膜基板。通過設(shè)立對照組,使用電子背散射衍射(EBSD)的表征手段具體分析了電流、單晶銅基板對

3、于誘發(fā)薄膜晶粒取向、晶粒大小等方面的影響。然后研究了誘發(fā)薄膜的表面處理工藝,以獲得表面平整度良好的誘發(fā)薄膜。接下來研究了四種誘發(fā)薄膜對于誘發(fā)效果的影響。并且通過原位觀察的方法研究了在誘發(fā)薄膜表面生長新的Cu3Sn的過程,以此研究了誘發(fā)過程中長條晶粒包裹近似等軸晶?,F(xiàn)象的機理,并從原子面密度的角度解釋了誘發(fā)結(jié)果中晶粒取向服從的規(guī)律。最后將誘發(fā)薄膜與多層薄膜相結(jié)合,研究了二者在焊點制備中的影響。
  研究結(jié)果表明:電流能夠促進Cu3S

4、n晶粒沿著電流方向上的生長,促進大角度晶界的產(chǎn)生;單晶銅基板則能夠促進Cu3Sn沿著特定方向生長,促進小角度晶界的產(chǎn)生。但二者不會對晶粒取向分布規(guī)律產(chǎn)生明顯影響。在誘發(fā)過程中,晶粒尺寸具有繼承規(guī)律即晶粒尺寸較大的誘發(fā)薄膜所誘發(fā)生成的Cu3Sn晶粒也會在尺寸上更大;取向差角則不具有繼承規(guī)律,相反無論誘發(fā)薄膜取向差角分布如何,在后續(xù)加熱老化誘發(fā)過程中都將發(fā)生取向角向60°集中轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象,這是因為Cu/Cu3Sn之間存在類似馬氏體與奧氏體之間

5、的N-W位向關(guān)系。誘發(fā)結(jié)果中出現(xiàn)長條晶粒包裹近等軸晶粒的原因在于相鄰Cu3Sn晶粒在吞并同一個Cu6Sn5晶粒時速度差異過大。無論是誘發(fā)前,誘發(fā)過程中還是誘發(fā)結(jié)束后Cu3Sn的<100>晶向始終平行TD方向,這可以通過晶面原子密度得到解釋。
  多層薄膜可以有效的提高全Cu3Sn焊點的形成速率。而誘發(fā)薄膜減少了擴散路徑、增大擴散距離,表現(xiàn)為抑制新的Cu3Sn生長。多層薄膜焊點由于手工堆疊工藝的不完善,當Cu6Sn5與Cu3Sn共存

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