基于3D封装芯片互连的固液互扩散低温键合机理及可靠性研究
3D IC-TSV技术与可靠性研究
3D IC-TSV技术与可靠性研究摘要：对三维（3 Dimension，3D）堆叠集成电路的硅通孔(Through Silicon Via，TSV)互连技术进行了详细的介绍，阐述了TSV的关键技术与工艺，比如对准、键合、晶圆减薄、通孔刻蚀、铜大马士革工艺等。
着重对TSV可靠性分析的重要性、研究现状和热应力分析方面进行了介绍。
以传热分析为例，实现简单TSV模型的热仿真分析和理论计算。
最后介绍了TSV技术市场化动态和未来展望。
关键词： 3D-TSV；通孔；晶圆减薄；键合；热可靠性0 引言随着半导体制作工艺尺寸缩小到深亚微米量级，摩尔定律受到越来越多的挑战。
首先，互连线(尤其是全局互连线)延迟已经远超过门延迟，,这标志着半导体产业已经从“晶体管时代”进入到“互连线时代”。
为此，国际半导体技术路线图组织(ITRS)在 2005 年的技术路线图中提出了“后摩尔定律”的概念。
“后摩尔定律”将发展转向综合创新，而不是耗费巨资追求技术节点的推进。
尤其是基于TSV(Through Silicon Via)互连的三维集成技术，引发了集成电路发展的根本性改变。
三维集成电路(Three-Dimensional Integrated Circuit，3D IC)可以将微机电系统(MEMS)、射频模块(RF module)、内存(Memory)及处理器(Processor)等模块集成在一个系统内[1]，，大大提高了系统的集成度，减小了功耗，提高了性能，因此被业界公认为延续摩尔定律最有效的途径之一，成为近年来研究的热点。
目前3D集成技术主要有如下三种：焊线连接(Wire-Bonding)、单片集成(Monolithic Integration)和TSV技术[2]。
焊线连接是一种直接而经济的集成技术，但仅限于不需要太多层间互连的低功率、低频的集成电路。
单片集成是在同一个衬底上制作多层器件的新技术，它的应用受到工艺温度要求很高和晶体管质量较差等约束。
3D封装与硅通孔TSV工艺技术
TSV技术简介
TSV技术
TSV (through silicon via)穿透硅通孔技术，简称硅通孔技术。TSV是利 用垂直硅通孔完成芯片间互连的方法, 由于连接距离更短、强度更高, 它能 实现更小更薄而性能更好、密度更高、尺寸和重量明显减小的封装, 同时还 能用于异种芯片之间的互连。
图1所示是4层芯片采用载带封装方法 (图 1(a))和采用TSV方法(图1(b)) 封装的外形比较。
一体机示意图(东京精密PG200／300)
芯片减薄
存在的问题：
•机械研磨和化学机械抛光还可能会在硅晶圆表面产生严重的内应力，这些应力 会引发弯曲和翘曲。同时，由于是先用铜将 TSV填满后进行 CMP工艺这样在过 程中铜和硅容易发生扩散而且破坏绝缘层，从而破坏 TSV互连。
•针对以上问题，袁娇娇等人研究通过对硅晶圆进行局部减薄来实现的局部减薄， 即将硅晶圆的大部分减薄 利用没有减薄的部分支撑硅晶圆完成表面微加工工艺 局部减薄是通过对硅晶圆局部刻蚀一定深度以达到局部减薄的目的。
TSV技术简介
1.填埋型3D封装
——在各类基板内或多层布线介质层中“埋置”R、C或IC等元器件，最上 层再贴装SMC/SMD来实现立体封装。
TSV技术简介
2.有源基板型3D封装
——Si圆片规模集成(WLS)后的有源基板上再实行多层布线,最上层再贴装 SMC/SMD。
TSV技术简介
3.叠层型3D封装
芯片减薄
减薄技术面临的首要挑战就是超薄化工艺所要求的<50μm的减薄能力。传
统上，减薄工艺仅仅需要将硅片从晶圆加工完成时的原始厚度减薄到300～ 400μm。在这个厚度上，硅片仍然具有相当的厚度来容忍减薄工程中的磨削 对硅片的损伤及内在应力，同时其刚性也足以使硅片保持原有的平整状态。 另外，随着微电子工业的迅猛发展，圆片直径越来越大，当150mm、 200mm甚至300mm圆片被减薄到150μm以下时，圆片翘曲和边缘损伤问 题变得尤为严重。
电子封装互连无铅钎料及其界面问题研究
电子封装互连无铅钎料及其界面问题研究1. 本文概述随着电子科技的飞速发展，电子封装互连技术在现代电子产品中发挥着至关重要的作用。
钎料作为实现电子器件之间以及器件与基板之间连接的关键材料，其性能直接影响到电子产品的质量和可靠性。
传统的钎料中往往含有铅元素，铅是一种有毒物质，对环境和人体健康造成了严重威胁。
研究和开发无铅钎料已成为电子封装领域的重要课题。
本文旨在探讨无铅钎料在电子封装互连中的应用及其界面问题。
我们将对无铅钎料的发展历程和现状进行概述，分析无铅钎料的主要类型和特点。
我们将深入探讨无铅钎料与电子器件、基板之间的界面问题，包括界面结构、界面反应、界面性能等方面。
本文还将对无铅钎料在电子封装中的可靠性进行评估，以便为实际应用提供指导。
2. 无铅钎料的基本性质无铅钎料是电子封装互连中的关键材料，随着环境保护法规的日益严格和对人类健康的关注，无铅钎料逐渐取代含铅钎料成为行业标准。
无铅钎料的基本性质主要包括以下几个方面：熔点：无铅钎料的熔点通常高于含铅钎料，这意味着在焊接过程中需要更高的温度。
熔点的提高可能会对电子组件的热敏感性造成挑战。
润湿性：润湿性是指钎料在固体基底上的铺展能力，它是评价钎料性能的重要指标。
无铅钎料的润湿性通常不如含铅钎料，这可能会影响焊接质量和可靠性。
机械性能：无铅钎料的机械性能，包括抗拉强度和延展性，通常较含铅钎料有所下降。
这要求在设计和制造过程中对材料选择和工艺参数进行优化。
热稳定性：无铅钎料需要具备良好的热稳定性，以保证在电子设备的使用过程中不会因温度变化而发生性能退化。
热稳定性的提高有助于延长产品的使用寿命。
化学稳定性：无铅钎料在使用过程中应不易发生化学变化，以避免导致焊接接头的腐蚀或断裂。
化学稳定性是确保电子封装长期可靠性的重要因素。
环境适应性：无铅钎料应具有良好的环境适应性，能够在不同的环境条件下保持性能稳定，包括湿度、温度变化和机械振动等。
3. 电子封装互连技术概述电子封装互连技术是电子工程领域中的一个关键环节，它涉及到芯片、元器件、电路板和系统之间的电气连接和物理固定。
信息技术：集成电路封测行业深度报告
信息技术：集成电路封测行业深度报告1 先进封装市场占比提升海量数据催生高带宽需求，先进封装不断迭代。
随着各行业应用中产生的数据量不断增长，对高带宽的需求与日俱增。
尤其是机器学习和 AI 相关应用需要强大的处理能力，因此需要在芯片上高密度的集成晶体管。
封装也不例外，封装形式的迭代均是通过以下两个途径以提高带宽：1）增加 I/O 数量。
封装厂选择制造多层 RDL 以扩大 I/O 点的范围，并在每一层 RDL 中不断缩小 L/S 线距以容纳更多的 I/O 点。
2）增加传输速率，通过减小裸芯之间的互联距离和选择具有更低介电常数的材料来实现。
先进封测市场占比迅速增加。
先进封装市场规模将从 2021 年的 321 亿美元增长到2027 年的 572 亿美元，CAGR 达 10.11%。
根据市场调研机构 Yole，2022 年先进封装占全球封装市场的份额约为 47.20%，预计 2025 年占比将接近于 50%。
中国市场中先进封装占比低于全球水平，2022 年为 38%，自 2014 年以来与全球市场的差距正在逐步缩小。
倒装为目前主流，2.5D/3D 封装高速增长。
2021 年 FCBGA 和 FCCSP 占比分别为33.69%和 19.76%，合计占比超 50%。
其次为 2.5D/3D 封装，2021 年占比为20.57%，主要由台积电供应。
在各封装形式中，2.5D/3D 封装的增速最快，2021-2027 年 CAGR 达 14.34%，增量主要由 AI、HPC、HBM 等应用驱动。
先进封装市场主要由 HPC、网络和消费应用驱动。
HPC 和网络应用的大部分增长来自 AI 芯片、边缘计算和网络芯片，它们需要扇出型封装以提供小尺寸和节约成本。
2022 年只有不到 20%的数据中心使用 2.5D 封装，但在 2027 年这一比例将有望超过 50%。
3D 封装将加速在 HBM、CPU、GPU 中的渗透。
消费电子应用领域的重要客户是苹果，其应用处理器、图形芯片、5G/6G 调制解调器芯片均使用扇出封装。
集成电路封装和测试复习题答案
一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次根基之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传递电能;传递电路信号;提供散热途径；构造保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。
7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做煤斜；；用于去除焊盘外表氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡直。
8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有遮射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（MOdUIe）、⅛路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。
11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。
12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG切割方法进展芯片处理时，首先进展在硅片正面切割一定深度切口再进展反面磨削。
14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料枯燥烧结的方法O15、芯片的外表组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解释1、芯片的引线键合技术（3种）是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。
光刻和晶圆级键合技术在D互连中的研究
光刻和晶圆级键合技术在3D互连中的研究作者：Margarete Zoberbier、Erwin Hell、Kathy Cook、Marc Hennemayer、Dr.-Ing. Barbara Neubert，SUSS MicroTec日益增长的消费类电子产品市场正在推动当今半导体技术的不断创新发展。
各种应用对增加集成度、降低功耗和减小外形因数的要求不断提高，促使众多结合了不同技术的新结构应运而生，从而又催生出诸多不同的封装方法，因此可在最小的空间内封装最多的功能。
正因如此，三维集成被认为是下一代的封装方案。
本文将探讨与三维互连技术相关的一些光刻挑战。
还将讨论三维封装使用的晶圆键合技术、所面临的各种挑战、有效的解决方案及未来发展趋势。
多种多样的三维封装技术为了适应更小引脚、更短互连和更高性能的要求，目前已开发出系统封装（SiP）、系统芯片（S oC）和封装系统（SoP）等许多不同的三维封装方案。
SiP即“单封装系统”，它是在一个IC封装中装有多个引线键合或倒装芯片的多功能系统或子系统。
无源元件、SAW/BAW滤波器、预封装IC、接头和微机械部件等其他元件都安装在母板上。
这一技术造就了一种外形因数相对较小的堆叠式芯片封装方案。
SoC可以将所有不同的功能块，如处理器、嵌入式存储器、逻辑心和模拟电路等以单片集成的方式装在一起。
在一块半导体芯片上集成系统设计需要这些功能块来实现。
通常，SoC设计与之所取代的多芯片系统相比，它的功耗更小，成本更低，可靠性更高。
而且由于系统中需要的封装更少，因而组装成本也会有所降低。
SoP采用穿透通孔和高密度布线以实现更高的小型化。
它是一种将整个系统安装在一个芯片尺寸封装上的新兴的微电子技术。
过去，“系统”往往是一些容纳了数百个元件的笨重的盒子，而S oP可以将系统的计算、通信和消费电子功能全部在一块芯片上完成，从而节约了互连时间，减少了热量的产生。
最近穿透硅通孔（TSV）得到迅速发展，已成为三维集成和晶圆级封装（WLP）的关键技术之一。
三维集成技术的现状和发展趋势
三维集成技术的现状和发展趋势吴际;谢冬青【摘要】The definition of 3D technologies is given in this paper. A clear classification of variety 3D technologies is pro-posed,in which there are 3D packaging,3D wafer-level packaging,3D system-on-chip,3D stacked-integrated chip and 3D in-tegrated chip. Two technologies (3D system-on-chip and 3D stacked-integrated chip) with application prospect and their TSV technical roadmap are analyzed and compared. 3D integrated circuit's some problems in the aspects of technology,testing,heatdissipation,interconnection line and CAD tool are proposed and analyzed. Its research prospect is pointed out.%给出了三维技术的定义，并给众多的三维技术一个明确的分类，包括三维封装（3D-P）、三维晶圆级封装（3D-WLP）、三维片上系统（3D-SoC）、三维堆叠芯片（3D-SIC）、三维芯片（3D-IC）。
分析了比较有应用前景的两种技术，即三维片上系统和三维堆叠芯片和它们的TSV技术蓝图。
给出了三维集成电路存在的一些问题，包括技术问题、测试问题、散热问题、互连线问题和CAD工具问题，并指出了未来的研究方向。
电子封装可靠性技术
摘要：电子封装是芯片成为器件的重要步骤，涉及的材料种类繁多，大量材料呈现显著的温度相关、率相关的非线性力学行为。
相关工艺过程中外界载荷与器件的相互作用呈现典型的多尺度、多物理场特点，对电子封装的建模仿真方法也提出了相应的要求。
在可靠性验证方面，封装的失效主要包括热-力致耦合失效、电-热-力致耦合失效等。
随着新型封装材料、技术的涌现，电子封装可靠性的试验方法、基于建模仿真的协同设计方法均亟待新的突破与发展。
关键词：电子封装；可靠性；封装材料；建模仿真；失效机理；LED；功率电子；集成电路0 前言电子封装是电子制造产业链中将芯片转换为能够可靠工作的器件的过程。
由于裸芯片无法长期耐受工作环境的载荷、缺乏必要的电信号连接，无法直接用于电子设备。
因此，虽然不同类型产品有所差别，但是电子封装的主要功能比较接近，主要包括四大功能：①机械支撑，将芯片及内部其他部件固定在指定位置；②环境保护，保护芯片免受外界的水汽、腐蚀、灰尘、冲击等载荷影响；③电信号互连，为内部组件提供电通路及供电；④散热，将芯片工作时产生的热量及时导出。
按照工艺阶段的不同，电子封装通常可分为零级封装(芯片级互连)、一级封装(芯片级封装)、二级封装(模块级封装)和三级组装。
由于芯片及封装涉及大量不同类型材料，部分材料特性相差甚远，在封装工艺过程中，如果内部缺陷、残余应力、变形等问题控制不当，极易在封装过程中或者产品服役中引发可靠性问题。
随着封装密度不断提升、功能多样化，如 3D 封装、异质集成技术等，电子封装中多场多尺度耦合的可靠性问题更加明显。
1 电子封装可靠性研究共性技术1.1 典型封装材料目前制约微电子器件封装快速发展的一大因素就是缺乏相应的封装材料及完整的材料数据。
封装材料关系着电子微器件的强度和可靠性，材料的力学响应对于封装材料的选取和电子微器件的强度与可靠性设计非常关键。
因此急需针对典型封装材料的优缺点进行评价、开发加速评估方法，展望适合未来封装技术发展的先进封装材料。
第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛获奖名单
第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖作品名称学校科技发明制作类单目多光谱三维重构技术及其在医用内窥镜中的应用上海交通大学碳纤维复合材料自加热原位固化装备南京航空航天大学基于低阻复合式气动布局的垂直起降高速飞行平台北京航空航天大学仿生太阳能无人机西北工业大学快速救灾抢险高效自循环自吸离心泵关键技术研究江苏大学高精度多维力传感器及航天员生物力学测量系统东南大学新型轮毂电机车轮设计及其整车应用清华大学超高分辨率微波光子实时成像雷达南京航空航天大学软硬件联合优化的新型低功耗5G通信系统清华大学M c o n t r o l l e r——跨维度机器人运动控制系统北京航空航天大学高性能量子数字签名系统南京邮电大学I K n o wY o u:基于多源异构数据的分层用户建模通用框架清华大学基于深度学习的多传感融合手势识别与控制系统江西财经大学多元肿瘤标志物化学发光阵列芯片检测仪扬州大学高性能、低成本燃料电池阴极催化剂的开发清华大学基于电场操控的抗消磁反铁磁存储芯片器件北京航空航天大学基于掺杂诱导相转变设计高性能锂离子电池负极材料复旦大学高效热-光协同催化水制氢的机理研究上海交通大学高性能新型锌离子电池研制与优化机制研究武汉理工大学自然科学论文类镓基液态金属表面结构和多场调控理化性质的研究及应用北京航空航天大学三维回转模拟微重力效应在线剪切体外细胞培养系统的构建北京航空航天大学用于高效细胞捕获的基于仿病毒结构的多级微球设计上海交通大学水稻粒重基因q P E9-1和O s G A S R9的功能研究扬州大学免疫检查点P D-1/P D-L1(P D-L2)的调控机制研究南通大学褪黑素调节肠道代谢防控大肠杆菌型脑膜炎——基于肠-脑轴微生物代谢调控的研究扬州大学社会科学类百年风华，劳工神圣——有关“一战”华工文化记忆的调查研究上海大学建设生态文明背景下的电力行业效率改进与减排优化研究北京航空航天大学精准扶贫中的贫困识别:福利损失与解决办法——基于西部、东部、东北的调研与实证研究清华大学“退之有道”:兼顾农户利益与社会效益的宅基地退出模式优化研究浙江工商大学——基于浙江省15个县市区调研行动起来，向滥用抗生素说不!——中国13省市1345家零售药店无处方销售抗生素情况调查及应对研究浙江大学生命的馈赠——器官捐献家庭意愿影响因素与对策研究温州医科大学基于供应链金融的“三维信用评价体系”助力中小微企业融资增信——对140家企业和40家金融机构的访谈调研上海大学护航“网生代”——We b3.0时代未成年人网络权益软性保护路径研究东南大学科学育孙万家行—祖辈教养“2+X”课程开发与推广上海师范大学网络舆情“体制归因”演化机制及防控策略研究——基于503个教育网络舆情案例分析福建师范大学一等奖作品名称学校科技发明制作类基于微流控技术的癌症早期检测芯片北京工业大学脑电反馈智能电针灸仪江苏师范大学低温射流加工微流道技术与装置南京航空航天大学辐射约束下核电站作业路径规划:辐射场快速构建与智能寻路算法华南理工大学复杂网络分形特性分析及其应用研究西北工业大学级联拉曼混频技术及颜色可选激光研究温州大学高效中红外宽波段可调谐激光光源温州大学模拟医生操作实现人机协同的血管介入手术人工智能装置清华大学基于叶轮泵的经皮心室辅助系统(A U X A R T)研发南京医科大学新型多功能活性菌生物质材料:二代生物乙醇生产和污水处理江西师范大学复杂锻件高温自动化三维测量系统华中科技大学便携式太赫兹危险液体检测仪上海理工大学大行程、无回退步进式压电驱动器研制吉林大学双轴深耕匀混智能化贴地播种复式作业机扬州大学半导体发光显示器件超薄微型化制造关键技术华南理工大学一种新型高压柱塞油泵装置的设计与实现浙江工业大学变废为宝——基于进化学习机制的全自动垃圾分类回收系统广州大学面向主动靶向给药的精确可控液态金属微机器人苏州大学增材—吹胀:新型铝合金液冷板的技术研发与应用宁波大学基于自动驾驶的芝麻联合收获机青岛农业大学无臭氧、低能耗、高灭菌效率的低温等离子体消毒柜西安交通大学桥梁钢结构裂纹实时监测系统同济大学分布式肌电采集柔性电子皮肤华中科技大学基于路面激励高速高精度动态压力传感技术与I P v6物联网的交通信息远程监测系统广西大学微注入式配电电缆绝缘劣化“不停电”监测装置华中科技大学面向水下探测与鱼群诱集的柔体仿生鱿鱼上海海洋大学基于主-副数字微镜的光纤器件数字光刻系统南昌航空大学三维高集成度第五代移动通信射频前端南京邮电大学人工智能辅助的O F D M无线传输系统:设计与实现东南大学大尺度高分辨光纤声波地层成像仪华中科技大学具有划时代意义的半匝绕组平面变压器技术昆明理工大学高性能平板型量子点荧光太阳集光器设计与应用宁波大学糖尿病视网膜病变智能筛查与辅助诊断系统D e e p D R上海交通大学智能无镜显微镜华中科技大学基于人工智能的自闭症谱系障碍早期筛查西安电子科技大学基于嵌入式视觉的导盲辅具华东理工大学基于T M C材料的新型类脑忆阻器的设计、制备与应用南京邮电大学动态立体L E D舞台仿真控制系统北京理工大学自然科学论文类碱基增粘水凝胶材料的制备及其性能研究长春工业大学深紫外荧光双光谱溶解性有机物快速检测技术及其应用南京大学广义b-方程的孤立波分支华南理工大学具有特殊传输特性的新颖自加速与旋转光束的调制研究华南师范大学C r y3A a分子改造及其与红棕象甲伴生菌Y e1-8的协同增效作用福建农林大学基于鸟类应激反应的机场鸟击防控智能装置研发与应用华南农业大学适用于骨科生物材料打印的多功能舱南京航空航天大学茶树根际微生物响应土壤酸化的代谢模式及其信号转导机制研究龙岩学院海栖类扁虫新种发现与分子系统发生分析深圳大学脑水肿的细胞内力学机制研究南京中医药大学新型生物医用微针的研究及其在疾病诊断与治疗方面的应用东南大学复合微生态制剂对经济鱼类营养与免疫机能的作用研究浙江理工大学神经病理性痛及其诱导抑郁样行为的中枢神经通路、炎症机制及治疗策略研究空军军医大学基因组水平疾病相关基因鉴定方法的开发及其在精准医学中的应用深圳大学基于能量代谢的大黄䗪虫丸逆转肝癌耐药机制研究南京中医药大学L n c R N A调控M D S C参与肺癌肿瘤免疫功能的研究江苏大学促炎症消退介质防治类风湿性关节炎的基础和临床应用研究温州医科大学面向钛基牙根种植体基于电场刺激的生物活性与可控抑菌一体化涂层西安交通大学连续安全合成法制备火箭推进剂1,2,4-丁三醇三硝酸酯新工艺常州大学全降解秸秆板的生物粘结成型技术开发及产品应用嘉兴学院双燃料微型燃气轮机的设计与研发哈尔滨工程大学利用18F衰变产生γ光子的内腔探测与成像装置南京航空航天大学铜催化的四组分串联反应合成胺芳硒基化的马来酰亚胺温州医科大学钛合金与超高分子量聚乙烯高性能连接的技术实现及其在关节假体中的应用上海交通大学低值茶高效利用智能控制及智能评价方法江苏大学仿生特殊浸润性界面用于流体传递的优化及应用天津大学巧辨抗氧化类物质的化学“鼻/舌”——基于模式识别的传感分析新方法及应用研究华东师范大学新型聚集诱导发光材料的设计合成及其力刺激发光响应研究华南师范大学C o/β-M o2C异质结@氮掺杂碳纳米管高效双功能电催化剂广州大学基于氟代效应的具有钙钛矿结构的分子材料极性调控东南大学阳极T i O2纳米管传统理论的反证据和生长机理研究南京理工大学社会科学类设计立县:基于福建松溪的设计扶贫实践与模式更新华东理工大学关于“塔西佗陷阱”的研究——政治史学视野下的文本追溯与古今之辩重庆大学产业驱动的乡村振兴之路3.0版——对浙江省9镇36村地方产业驱动乡村发展的典型模式研究同济大学脱贫长效机制研究——基于中部三省四县的调查复旦大学制造业中小企业创新的成功之路——“协同创新+靶向服务”的江阴经验南京大学农房共享、融通城乡:农村闲置房屋盘活利用的可行模式探索——基于陕西高陵、湖南浏阳两地三案例的调查研究江西师范大学新旧动能转换背景下传统制造业“潮涌现象”的形成与演化机制研究齐鲁工业大学(山东省科学院)信息流广告的广告相关性如何提升广告转化率的机制研究——基于有调节的中介效应模型南开大学民营经济如何迎来大发展的春天?——各省民营经济政策与落实情况研究浙江工业大学乡村振兴战略背景下中国农民的农地情怀与政策期待——基于8432位农民对家庭联产承包责任制的感知华南理工大学印度主流媒体对“一带一路”倡议的认知情感变化及原因分析南通大学“追梦人”的逐梦路:探寻大学生创客群体的发展之道南京工程学院宅基地“三权分置”改革:权能困境、农户反响和产权实现研究——以国家级试点区浏阳市为例湖南工商大学小农户也有大市场:城郊小农户农产品流通模式创新研究——基于长沙市5区28个城郊村调研长沙理工大学被遗忘的孩子:多中心协同救助模式新探索——基于浙江省317名“双服刑人员”子女成长困境的实证调研金华职业技术学院飘零的金达莱——延边朝鲜族村落人口外流与民俗文化传承之困吉林大学文化复兴视角下岭南乡居的价值探索与风貌重塑研究——基于对潮汕传统村落的调研广东工业大学运动作剑，弃毒前行——基于我国7203名青少年戒毒人员体质调查的运动干预方案设计与效果跟踪华南理工大学数据山水——基于气候适应性的京津冀传统古村落山水格局设计指导北京工业大学消除黑臭，澈水长流——基于西安市黑臭水体防治对策研究西安建筑科技大学公共服务资源供给与社区组织网络构建:以农村睦邻点为例的调查分析上海大学网络募捐信任危机化解机制研究——基于信息经济学的分析山东财经大学抢救最后的宝藏:民间文书“生存”状态的调查及对策建议浙江师范大学困境与期盼:农民幸福路在何方?——基于全国东中西部17个乡镇的调查湖南大学从区隔到融入:麻风村后代社会融入困境的消解——基于西南山地15个麻风村的实证研究云南大学长照保险化解失能老人照护风险——基于长春市长期照护保险试点实施情况调查报告长春工业大学台湾青年学生国家认同现状及影响因素调查研究——以台北高校学生为例暨南大学如何绘制新时代“富春山居图”——苏南地区村土地利用规划编制实践南京大学破局与更立:共享单车发展困境与协同治理研究——基于政府-企业-公众联动视角山东师范大学异质与归位:农民合作社嵌入乡村治理的实践检视与优化路径——基于晋、皖、沪、川的调查华东师范大学融“工笔”入“写意”，绘互联互通新丝路——中国高铁“走出去”的知识产权风险调查研究华东交通大学网约车个人信息保护问题研究中南大学来华留学生中国情怀形成机理与提升对策研究——基于对京津冀高校来华留学生的调查河北经贸大学初中生校园欺凌的精准治理模式实践探索——基于累积生态风险模型的心理干预实证研究西南大学红色基因的国家记忆——新时代抗美援朝精神的老兵诠释辽东学院何以解困:农村教育贫困的文化根源与精准扶贫——基于粤西三村的田野调查华南师范大学二等奖作品名称学校科技发明制作类多光子聚合大尺寸三维纳米直写系统广东工业大学水下海生物清洗机器人浙江大学基于相位测量偏折的晶圆表面面形检测系统中国计量大学一种基于物联网技术的智能电渗防水系统研发中国矿业大学基于太阳能风能综合利用的小型淡水制取装置山东大学(威海)无人值守继电室自主巡检及远程应急操控机器人浙江工业大学高仿真测绘信息沙盘制作设备闽江学院智能坯布疵点检测器东华大学基于机器视觉技术的蔬菜健康钵苗智能识别及劣质苗剔除装置河南科技大学变工况下机械传动链智能故障分析仪武汉科技大学基于科恩达效应的无桨推进器的实验与研究郑州大学基于激光诱导荧光的室内空气微生物实时监测装置南京工业大学智能汽车个性化换道辅助系统吉林大学气流环绕型药液回收式果园风送喷雾机南京农业大学适用于零部件装配的多自由度机器臂长春理工大学基于高强度瞬变脉冲磁场的异种金属焊接技术重庆大学面向船舶分段建造的智能胎架系统研制江苏科技大学基于子母机协同的高效铁轨检修机武汉理工大学面向大型石油气管道的管内检测机器人山东大学(威海)糖尿病视网膜黄斑病变光学成像仪福州大学北斗导航倍增器哈尔滨工程大学基于迁移强化学习的全地形自适应技术——以六足机器人为例南京大学“X G Z”盒式变体无人机西北工业大学低速重载轴承在线监测系统安徽工业大学基于容错控制的四轮毂驱动全地形电动“蜘蛛车”安徽工程大学基于E V F M和D S P的核反应堆钠中气泡探测器合肥工业大学阿斯巴甜高盐有机废水高效节能绿色处理装备研发与应用常州大学飞机结构防腐涂层的老化状态监测系统湖北工业大学刀尖仿生微结构单点金刚石振动压印装置杭州电子科技大学随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机石河子大学星载指向机构的研制及其应用研究西安交通大学超级电容与蓄电池混合储能型的大型矿车制动能量回收与利用系统武汉工程大学混联式可移动重载铸造机器人安徽理工大学基于红外测距融合K a l ma n滤波的电车防撞预警系统设计铜陵学院基于环形开槽的宽频高效射频能量收集理论与关键技术研究河南师范大学基于行星轮的单动力双向搅拌粉喷桩机钻头南昌工程学院可续航多温区智能生鲜冷链箱厦门理工学院应用于复杂地形的无人机和无人车协作导航系统东莞理工学院可重构机器人模块及系统广东工业大学六足仿生机器人长春工业大学基于新能源和市电的双火线家庭供电系统山东科技大学速度可控且具有双缓降功能的纯机械式高层建筑应急逃生装置滨州学院多功能节能型稳定平台北京理工大学有杆抽油泵人工智能诊断控制系统常州大学构态可变六足机器人北京邮电大学带式运输水气两相智能喷雾除尘系统安徽理工大学滴灌用卧式自吸网式过滤器石河子大学地空协同全自主飞行倾转旋翼无人机电子科技大学非圆齿轮自动换向抽气机中国矿业大学绿林卫士——树木保温材料缠绕、涂白与病虫害智能识别防治一体机盐城工学院一种近远海复合式波浪能发电系统武汉理工大学基于北斗协同精密定位的智能导航嵌入式系统武汉大学万象视界——可阵列的空间立体显像仪西安电子科技大学F i n g e r I O——基于声学原理的智能设备手势交互系统深圳大学面向数字产业生态圈的企业级应用程序接口(A P I)研发管理平台广东工业大学“海雀”水空两栖远程巡检平台广东工业大学无人机机场管家——基于u w b定位的无人机机场调度方案西安电子科技大学高铁助教——真实体感型V R高铁模拟驾驶器西南交通大学射波刀高精度视觉定位系统湖北工业大学多目视觉和可编程运动控制驱动的智能分拣系统杭州电子科技大学基于T H z精密光谱的血液/尿液中同型半胱氨酸定量检测上海理工大学原子和类原子系统中三光子关联和三模压缩特性的研究西安交通大学基于深度学习的卫星图像矢量道路提取研究同济大学基于显微高光谱成像的胆管癌早期病理诊断方法研究华东师范大学界面上的光子自旋霍尔效应及其在信息处理中的应用暨南大学一种基于量子点微纳结构的M i c r o-L E D显示芯片南京大学基于机器视觉的输电网智能巡检系统福州大学空中‘反黑’智能频谱监测系统南京航空航天大学彩绘文物高光谱信息留取与虚拟修复技术北京建筑大学超高通量基因测序图像实时校准系统复旦大学十二导联心电监护衣及辅助诊疗平台齐鲁工业大学(山东省科学院)蛋白质结构多域组装预测系统浙江工业大学高灵敏度高分辨率宽带微波光谱仪南京理工大学基于G N S S诱骗技术的反无人机系统桂林电子科技大学基因疾病检测“专家”——基于微流控芯片的全自动荧光原位杂交仪武汉纺织大学船载水炮“智慧眼”——智能目标跟踪与射击反馈系统武汉科技大学基于视频语义理解的用户行为实时分析预警系统重庆邮电大学变电站仪表智能识别系统重庆邮电大学新型电动汽车高效能量回收装置重庆理工大学“海洋环游者”环形智能R O V中国海洋大学“一触即发”——面向人手的智能物联系统哈尔滨商业大学高精度工件尺寸测量仪佛山科学技术学院实验动物血流多功能成像仪佛山科学技术学院基于声光健康唤醒的人体红外感应闹钟合肥学院基于嵌入式平台的道路异常行为监测系统四川大学低能见度天气车辆辅助驾驶雷达显示屏华东交通大学脉冲能量可调的耦合腔式被动调Q黄光固体激光器暨南大学智能滑板教学系统北京邮电大学智能跟踪对抗游戏机器人华南理工大学广州学院智能姿态感知医用内窥镜武汉理工大学基于表面肌肉电信号的多运动模式肩关节康复机器人广州中医药大学“智创胃来”——基于计算机辅助的胃肠道肿瘤数字智能化诊治系统南方医科大学智流易检——基于血液的稀有细胞检测智能系统西安电子科技大学基于高立体选择性酶生物合成屈昔多巴重庆大学基于界面压力和环境智能调控的老年人护理床设计与研究安徽农业大学基于虚拟现实的肢体及心理康复辅助训练系统北京工业大学“诱导再生”/“抗骨肿瘤”个性化骨移植材料四川大学3D打印多位点肺部穿刺导板的研发与应用同济大学基于惯性测量单元(I M U)的可视化脊柱椎弓根螺钉植入导航系统海军军医大学基于荧光探针的中药及食品中二氧化硫速测套装的开发上海中医药大学新型抗茶叶病害纳米生物农药的研发福建农林大学老年人多功能洗澡椅佛山科学技术学院设施栽培无公害生产臭氧灭菌杀虫装置淮阴师范学院秸秆-玉米联产燃料乙醇和低聚木糖型D D G S的工艺南京理工大学E a s y C h e c k——一种廉价快速易保存的癌症早筛传感器西安交通大学面向毒品及爆炸物现场快速检测的比色传感阵列及人工视觉系统青海大学一种漂移式外轨导向振荡浮子波浪能发电装置三亚学院移动式农林秸秆微波快速催化热解多联产的装备研发南昌大学无下水道深度资源化厕所郑州轻工业大学离网型建筑综合能源系统协同与控制示范装置东南大学非凝固绿色浆液封堵瓦斯抽采钻孔方法及应用中国矿业大学高压临氢特种材料的研发及产品化应用浙江工业大学军民两用快速铺装混凝土材料及其关键技术广东工业大学高韧传感纤维编织结构智能海洋防护绳网东华大学同步测量多个光电化学参数的新型测试技术及装置佛山科学技术学院快检猫—新型纳米电极重金属快速检测仪吉林工程技术师范学院前驱体激光原位转化技术在无粘结剂储能材料制备中的应用杭州电子科技大学纯电动汽车新型非电池储能供暖装置北京建筑大学高流动性无卤阻燃碳纤维增强P C/A B S复合材料的开发华南理工大学面向5G毫米波频段——新型高效吸波材料的研发与应用浙江师范大学原位溶解钙钛矿量子点打印技术北京理工大学化工园区废水深度净化高效催化剂的研发与应用南京工业大学基于L i0.5L a0.5T i O3定点吸附的H2S超快响应及面向矿山安全的检测系统郑州大学可采集存储太阳光和人体运动能量的纳米纤维柔性可穿戴织物中原工学院智能可穿戴设备用体温发电电池武汉科技大学茶多酚中高附加值功能活性成分E G C G和E C G制备新技术湖南理工学院用于检测食源致病菌的鱼皮明胶薄膜包装材料陕西科技大学自然科学论文类基于李氏不变量的完全无损G H Z态分析福州大学冰的两个氢键理论及其在可燃冰开采中的应用山东大学(威海)随机微分方程和随机脉冲微分方程解的存在性与相关定性理论的探究湖南大学基于相位调控的声波操控及其功能器件研究江苏大学等离子体模型约简和数值模拟——F o k k e r-P l a n c k-L a n d a u方程奇异二次碰撞模型的近似方法北京大学鹦鹉螺如何在二叠纪-三叠纪之交大灭绝中幸存中国地质大学(武汉)智慧垃圾收集基站——沉浸式光电互补智慧垃圾收集基站系统河北大学铽镓石榴石晶体光波导的空间光隔离器山东大学氧化石墨烯对农药增效性能的研究河北科技师范学院武陵山区翼手目动物的资源本底与种群保护吉首大学两种新噬菌体的发现、鉴定及应用研究济南大学防治小麦赤霉病及纹枯病新型杀菌剂的研发青岛农业大学B t毒素基因的表达与杀虫功能研究海南师范大学抗结直肠癌活性化合物的设计、合成与筛选上海大学单肠目扁虫新种及其系统进化分析深圳大学小麦耐逆因子T a A R R1和T a M I R1119分子特征及功能研究河北农业大学云南省马铃薯品种资源鉴定及分子指纹图谱的建立云南师范大学玉米抗蚜虫候选基因(q R r m1)的功能变异位点鉴定河南农业大学“人乳化”配方奶:易消化婴幼儿乳品的脂质指纹图谱研究及配方推荐宁波大学基于分子识别的光、电化学生物传感器的制备及其应用研究湖北大学双载药生物多糖纳米粒子的制备、表征及其对肿瘤细胞抑制作用湖南师范大学。
封装与微组装论文
毕业设计报告（论文）论文题目：集成电路封装芯片互连技术研究作者所在系部：电子工程系作者所在专业：电子工艺与管理作者所在班级： 10252作者姓名：鹿英建作者学号： ***********指导教师姓名：孙燕完成时间： 2012年11月9日摘要现代电子的高度先进性决定着现代科技的发展水平，而电子封装与互连技术作为现代电子系统能否成功的关键技术支撑之一，也自然而然的随着电子业的发展而越来越先进，日新月异。
电子封装的基本技术，即当代电子封装常用的塑料、复合材料、粘结剂、下填料与涂敷料等封装材料，热管理，连接器，电子封装与组装用的无铅焊料和焊接技术。
电子封装的互连技术，包含焊球阵列、芯片尺寸封装、倒装芯片粘结、多芯片模块、混合微电路等各类集成电路封装技术及刚性和挠性印制电路板技术，还有高速和微波系统封装。
随着电子产品进入千家万户，甚至每人随身都会带上几个、几十个集成电路产品（如手表、手机、各类IC卡、u盘、MP3、手提计算机、智能玩具、电子钥匙等），这些都要求电子产品更小、更轻、更高密度的组装、更多的性能、更快的速度、更可靠，从而驱动了集成电路封装和电子组装技术的飞速发展，促使电子组装产业向高密度、表面组装、无铅化组装发展，驱使集成电路新颖封装的大量涌现。
关键词集成电路互连技术电子封装目录第1章绪论 (3)1.1 课题背景 (3)1.2 发展趋势 (4)第2章电子封装工艺流程................................... 错误!未定义书签。
第3章常见芯片互连方法 (5)3.1 引线键合技术（WB） (5)3.2 载带自动键合技术（TAB） (6)3.3 倒装芯片键合技术（FCB） (7)3.4 小结 (7)第4章总结 (8)参考文献 (8)第1章绪论1.1 课题背景21 世纪是信息时代, 信息产业是推动人类社会持续进步的重要力量.现代信息产业涵盖众多制造领域, 其中芯片制造!电子封装及产品测试等均是必不可少的生产过程.电子封装是一个多学科交叉的高新技术产业, 涉及机械!电子!材料!物理!化学!光学!力学!热学!电磁学!通讯!计算机!控制等学科,成为信息产业发展的关键领域之一信息产品对微型化!低成本!高性能!高可靠性的需求促进了电子封装朝着高密度封装的方向发展.因此, 新型元器件及功能材料的研发是金字塔结构的电子封装产业最具活力和最具含金量的关键.芯片制造产业数十年来不断超越摩尔定律,生产出集成度越来越高的芯片,加速了晶圆级!芯片级等高密度封装技术的出现. 国内封装产业随半导体市场规模快速增长，与此同时，IC设计、芯片制造和封装测试三业的格局也正不断优化，形成了三业并举、协调发展的格局。
塑封器件失效机理及其可靠性评价技术
塑封器件失效机理及其可靠性评估技术1引言塑封器件是指以树脂类聚合物为材料封装的半导体器件，其固有的特点限制了塑封器件在卫星、军事等一些高可靠性场合的使用。
虽然自70年代以来，大大改进了封装材料、芯片钝化和生产工艺，使塑封器件的可靠性得到很大的提高，但仍存在着许多问题。
这些潜在的问题无法通过普通的筛选来剔除，因此，要研究合适的方法对塑封器件的可靠性加以评定。
2失效模式及其机理分析塑封器件在没有安装到电路板上使用前，潮气很容易入侵，这是由于水汽渗透进树脂而产生的，而且水汽渗透的速度与温度有关。
塑封器件的许多失效机理，如腐蚀、爆米花效应等都可归结为潮气入侵。
2.1腐蚀潮气主要是通过塑封料与外引线框架界面进入加工好的塑封器件管壳，然后再沿着内引线与塑封料的封接界面进入器件芯片表面。
同时由于树脂本身的透湿率与吸水性，也会导致水汽直接通过塑封料扩散到芯片表面。
吸入的潮气中，如果带有较多的离子沾污物，就会使芯片的键合区发生腐蚀。
如果芯片表面的钝化层存在缺陷，则潮气会侵入到芯片的金属化层。
无论是键合区的腐蚀还是金属化层的腐蚀，其机理均可归结为铝与离子沾污物的化学反应：由于水汽的浸入，加速了水解物质(Cl -，Na+)从树脂中的离解，同时也加速了芯片表面钝化膜磷硅玻璃离解出(PO4)3-。
(1)在有氯离子的酸性环境中反应2Al±6HClf 2AlCl3±3H 2Al+3Clf AlCl3+3e-AlC13fAi(OH)2 +HCl(2)在有钠离子的碱性环境中反应2Al+2NaOH+2H20f 2NaAlO 2+3H2Al+3(0H)- f Al(OH)3+3e-2Al(OH)3fAi2 O3+3H2O腐蚀过程中离解出的物质由于其物理特性改变，例如脆性增加、接触电阻值增加、热膨胀系数发生变化等，在器件使用或贮存过程中随着温度及加载电压的变化，会表现出电参数漂移、漏电流过大，甚至短路或开路等失效模式，且有些失效模式不稳定，在一定条件下有可能恢复部分器件功能，但是只要发生了腐蚀，对器件的长期使用可靠性将埋下隐患。
基于TSV技术的CMP工艺优化研究
2 （总第 277 期）A ug援 2019
电 子 工 业 专 用 设备
Equipment for Electronic Products Manufacturing
先进封装技术与设备
采用金属热压键合和共晶键合工艺，通过以上工 艺步骤可实现完整的 3D TSV 封装。
前通孔工艺是指在器件前道工艺前进行通孔 制作，该工艺的 TSV 填充 材料 必须耐 高温 ，一 般 只有重掺杂多晶硅可适用，但重掺杂多晶硅电阻 系数远高于金属铜，有一定的工艺局限性。中通孔 工 艺 是 指 TSV 通 孔 结 构 在 CMOS 电 路 （或 FEOL）与后端制程（BEOL）之间形成，该工艺可选择
9
门延迟
8
7
6
5
4
3
2
1
0
互连延迟
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
/nm
时间轴 / 技术节点 图 1 晶体管门延迟及互连 RC 延迟的变化趋势
/ 年份
集成电路制造和封装行业根据自身优势对 TSV 技术不断加大研发投入，促使 TSV 技术开发 了几种不同的可行方案，从工艺次序角度可分为 前通孔、中通孔、后通孔和键合后通孔等几种形 式，如图 2 所示。其关键工艺主要有通孔形成、多 层薄膜淀积、通孔内的金属填充、铜的化学机械抛 光、超薄晶圆的抛光减薄，芯片级或晶圆级的叠层 键合等。
A ug援 圆019（总第 277 期） 3
先进封装技术与设备
电 子 工 业 专 用 设备
Equipment for Electronic Products Manufacturing
为基于中通孔 TSV 的两步 CMP 工艺应用示意图。 由于 TSV 技术的自身特点，硅通孔深宽比大，在结 构尺寸上是普通 CMP 工艺加工对象的 10~100 倍， 通孔深度通常为 50~100 滋m，硅通孔大马士革铜工 艺淀积厚度一般为 10~40 滋m，CMP 去除到 TEOS 氧化层终止，铜的去除率大于 1 000 nm/min。碟型凹 陷需控制在 1 000 nm±20%，当厚度为 45 滋m 时， 铜 层 去 除 率 需 大 于 4 滋m/min，10~12 min 可 去 除 43 滋m 以上的铜层，通孔结构在抛光过程中会产 生一定的凹陷或凸起，过大的凹陷会造成接触点 开路，而过大的凸起会产生器件接触不良，因此需 选择高去除速率且低选择比的抛光液。TSV CMP 比金属互连工艺中的 CMP 敏感性要低一些，但去 除厚度和抛光时间更长，抛光工艺带来的碎片风 险更大。此外，封装厂更倾向于价格低廉的 CMP 设备，可能会对 TSV 技术中的 CMP 工艺性能带 来一定限制，需要进一步优化抛光工艺。
3D封装
3D封装技术0600150225 吴念聪近几年来，先进的封装技术已在I C制造行业开始出现，如多芯片模块 ( MCM)就是将多个 IC芯片按功能组合进行封装，特别是三维 (3 D)封装首先突破传统的平面封装的概念，组装效率高达20 0％以上。
它使单个封装体内可以堆叠多个芯片，实现了存储容量的倍增，业界称之为叠层式3 D封装；其次，它将芯片直接互连，互连线长度显著缩短，信号传输得更快且所受干扰更小；再则，它将多个不同功能芯片堆叠在一起，使单个封装体实现更多的功能，从而形成系统芯片封装新思路：最后，采用 3 D封装的芯片还有功耗低、速度快等优点，这使电子信息产品的尺寸和重量减小数十倍。
正是由于 3 D封装拥有无可比拟的技术优势，加上多媒体及无线通信设备的使用需求，才使这一新型的封装方式拥有广阔的发展空间。
3D封装技术又称立体封装技术，是在X — Y 平面的二维封装的基础一 t 7。
向空间发展的高密度封装技术。
终端类电子产品对更轻、更薄、更小的追求推动了微电子封装朝着高密度的维( 3 D)封装方向发展，3 D 封装提高了封装密度、降低了封装成本，减小 r芯片之间互连导线的长度从而提高器件的运行速度，通过芯片堆叠或封装堆叠的方式实现器件功能的增加。
3 D 封装虽可有效的缩减封装面积与进行系统整合，但其结构复杂散热设计及可靠性控制都比2 D芯片封装更具挑战性。
3 D封装设计和应用中面临的主要的问题有：( 1 )高功率密度下器件的散热设计问题；( 2 ) 减薄芯片在加一 r、组装、用过程中承受机械应力下的可靠性问题；( 3 ) 3 D 器件在组装和应用过程中的热一机械耦合作用引起的芯片开裂、焊点疲劳等可靠性问题。
这些问题都跟3 D封装结构形式有关，因此研究3 D封装的结构设计与散热设计具有非常迫切的卵论意义和实际应用价值。
3D封装结构形式3D封装结构可以通过两种方法实现：封装内的裸芯片堆叠 ( 图1)和封装内的封装堆叠 ( 如图2、图3)。
集成电路芯片封装技术
引线键合应用范围:低成本、高可靠、高产量等特点使得它成为芯片互连的主要工艺方法,用于下列封装::1、陶瓷和塑料BGA、单芯片或者多芯片2、陶瓷和塑料(CerQuads and PQFPs)3、芯片尺寸封装(CSPs)4、板上芯片(COB)硅片的磨削与研磨:硅片的磨削与研磨是利用研磨膏以及水等介质，在研磨轮的作用下进行的一种减薄工艺，在这种工艺中硅片的减薄是一种物理的过程。
硅片的应力消除:为了堆叠裸片，芯片的最终厚度必须要减少到了30μm甚至以下。
用于3D互连的铜制层需要进行无金属污染的自由接触处理。
应力消除加工方法，主要有以下4种。
硅片的抛光与等离子体腐蚀:研磨减薄工艺中，硅片的表面会在应力作用下产生细微的破坏，这些不完全平整的地方会大大降低硅片的机械强度，故在进行减薄以后一般需要提高硅片的抗折强度，降低外力对硅片的破坏作用。
在这个过程中，一般会用到干式抛光或者等离子腐蚀。
干式抛光是指不使用水和研磨膏等介质，只使用干式抛光磨轮进行干式抛光的去除应力加工工艺。
等离子腐蚀方法是指使用氟类气体的等离子对工件进行腐蚀加工的去除应力加工工艺。
TAIKO工艺:在实际的工程应用中，TAIKO工艺也是用于增加硅片研磨后抗应力作用机械强度的一种方法。
在此工艺中对晶片进行研削时，将保留晶片外围的边缘部分（约3mm左右），只对圆内进行研削薄型化，通过导入这项技术，可实现降低薄型晶片的搬运风险和减少翘曲的作用，如图所示。
激光开槽加工:在高速电子元器件上逐步被采用的低介电常数(Low-k)膜及铜质材料，由于难以使用普通的金刚石磨轮刀片进行切割加工，所以有时无法达到电子元件厂家所要求的加工标准。
为此，迪思科公司的工程师开发了可解决这种问题的加工应用技术。
减少应力对硅片的破坏作用先在切割道内切开2条细槽(开槽)，然后再使用磨轮刀片在2条细槽的中间区域实施全切割加工。
通过采用该项加工工艺，能够提高生产效率，减少甚至解决因崩裂、分层(薄膜剥离)等不良因素造成的加工质量问题。
cu-sn化合物电流辅助定向生长与微焊点瞬态键合机理
摘要信息、能源、空间探测等领域不断要求功能更强、尺寸更小、可靠性更高的微电子器件。
三维（3D）封装技术作为新一代信息技术产业的重点发展领域，不仅使电子产品尺寸大幅度减少，性能大幅度提高，更使元件之间的互连长度从厘米级减少到亚微米级，相应的微互连方法也将发生革命性变化。
在“低温连接、高温服役”的目标驱动下，全金属间化合物（IMCs）焊点实现3D封装叠层芯片互连引发高度关注，但传统的整体加热互连工艺，键合时间长、施加压力大等工艺特点为器件带来可靠性隐患。
因此，如何快速、高效地制备可靠的全IMCs微焊点是3D封装叠层芯片互连技术中亟待解决的问题之一。
本论文基于电流焦耳热效应和电迁移促进金属原子固-液互扩散的原理，通过施加104A/cm2量级的电流密度载荷，能够在毫秒级时间内实现IMCs定向生长的Cu-Sn微焊点键合，为3D封装叠层芯片互连提供了一种快速、高效的新连接方法。
通过试验和理论分析相结合的方法，详尽地阐述了全Cu-Sn IMCs焊点电流辅助瞬态键合的相关机理、界面IMCs形貌演变规律、Cu/Sn界面固-液电迁移机制以及定向电流作用下Cu-Sn IMCs晶粒择优生长的原理，并对瞬态键合后微焊点的力学性能做出了评估。
根据3D叠层芯片互连结构特点，分别设计了平行电极型和对接电极型两种电流辅助瞬态键合模式。
在平行电极模式下，通过对键合压力、时间、电流密度载荷以及中间Sn钎料厚度等参数的优化，在0.16MPa、电流密度载荷1.5×104A/cm2条件下键合200ms后制备了无孔洞等缺陷的目标全Cu3Sn焊点；同时，对接电极模式下基于对键合温度的调控，在不同电流密度载荷条件下键合180ms后制备了三种不同类型的全Cu-Sn IMCs焊点。
利用选择性化学腐蚀的方法对电流辅助瞬态键合界面IMCs三维形貌微观组织进行分析发现：随键合时间的增加，固-液界面成分过冷程度加大，界面Cu6Sn5形貌将由胞状晶依次向胞状树枝晶、柱状树枝晶转变，当键合温度超过Cu6Sn5熔点，树枝晶Cu6Sn5熔化并演变为自由树枝晶的Cu3Sn，最终Sn钎料消耗完毕形成全Cu3Sn微焊点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
龙源期刊网
基于3D封装芯片互连的固液互扩散低温键合机理及可靠性研究
作者：田艳红
来源：《焊接》2013年第01期
1项目简介芯片互连技术成为下一代制造技术的一大核心挑战，三维芯片互连或堆叠作为新一代封装技术应运而生。
随着三维（3D）封装中器件节点尺寸的日益减小，急需开发低温
键合技术避免对芯片性能的损害。
在温度高于 260 ℃进行键合时，将会影响封装中敏感芯片的性能、键合过程中由于各层材料热膨胀系数的不匹配造成晶圆或芯片翘曲，在高密度细间距封装互连中影响精度。
低温键合技术尤其在光学、微电子机械系统（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）及生物芯片应用中具有潜在的优势。
此项目将针对3D封装中芯片互连，在键合区沉积高熔点金属和低熔点钎料，基于固液互扩散形成金属间化合物的原理，开发一种新型的低温共晶键合方法。
该方法产生的焊点中只包含单一种类的高熔点金属间化合物，使焊点能够承受后封装过程中标准的无铅再流焊温度，并减少热失配的产生。
项目将开发适合于低温键合的钎料层，解决芯片上钎料镀层技术；控制焊点中金属间化合物生长，研究金属间化合物形成机制及生长动力学，阐明低温键合机理；并对焊点内金属间化合物性能进行测试和计算，获得焊点微观组织特性与热疲劳性能之间的关系，揭示焊点失效机理，获得 3D封装芯片低温键合的基础理论及数据。
3研究成果
田艳红，王春青，刘威；多层堆叠芯片低温超声键合形成单金属间化合物焊点的方法；专利申请号：CN 201210181935.5。
田艳红简介： 1975年出生，博士，副教授；主要从事电子封装与可靠性方面的研究工作；tianyh@。