Aktualności

Integratory systemu w pakiecie zmierzają w kierunku bezpośredniego łączenia miedzi z miedzią między matrycą w miarę spadku skoku wiązania, co sprawia, że ​​lut używany do łączenia urządzeń w heterogenicznej obudowie jest mniej praktyczny.

W przypadku klejenia termokompresyjnego wystające miedziane nierówności łączą się z podkładkami na podłożu.W łączeniu hybrydowym podkładki miedziane są inkrustowane dielektrykiem, co zmniejsza ryzyko utleniania.Jednak w obu przypadkach dyfuzyjność powierzchniowa miedzi określa szybkość i zależność od temperatury tworzenia wiązania.

Jednak w obu przypadkach dyfuzyjność powierzchniowa miedzi określa szybkość i zależność od temperatury tworzenia wiązania.Miedź krystalizuje w sześciennej sieci, której odsłonięta powierzchnia odpowiada powierzchni sześcianu, płaszczyźnie przecinającej cztery przeciwległe rogi lub płaszczyźnie przecinającej trzy rogi.Krystalografowie oznaczają te twarze odpowiednio (100), (110) i (111) w oparciu o indeksy Millera sieci.

W przypadku miedzi utlenianie jest znacznie wolniejsze, a dyfuzyjność szybsza o rzędy wielkości: 1,22 x 10-5 cm2 / s przy 250 ° C na (111) powierzchni, ale tylko 4,74 x 10-9 cm2 / s na (100) powierzchni i 3,56 x 10-10 cm2 / s na (110) powierzchni.Podczas klejenia (111) powierzchni, Chien-Min Liu i współpracownicy z National Chiao Tung University na Tajwanie uzyskali solidne połączenia w temperaturach tak niskich, jak 150 ° C, podczas gdy mniej zorientowane powierzchnie miały minimalne temperatury wiązania zbliżone do 350 ° C.Typowe procesy lutowania rozpływowego działają w temperaturze około 250 ° C i wiele tymczasowych mieszanek klejących jest projektowanych dla tego zakresu temperatur.

Powierzchnia (111) oferuje również wyższą gęstość atomową, co prowadzi do silniejszego wiązania.Powierzchnie z mniej niż 25% ziaren zorientowanych w tym kierunku były podatne na zerwanie wiązania.

Orientacja powierzchni zależy od procesu powlekania galwanicznego stosowanego do osadzania elementów miedzianych.Inżynier procesu Applied Materials Marvin Bernt wyjaśnił, że szerokie, płytkie elementy nie mają znaczącej ściany bocznej.Dolna część funkcji może służyć jako szablon ukierunkowanego rozwoju.Wraz ze wzrostem głębokości elementu, dopasowująca się warstwa nasion pomaga zmniejszyć ryzyko powstawania pustek w płytach wzdłuż ścian bocznych.

Niestety rosnąca warstwa miedzi ma tendencję do równomiernego gromadzenia się na wszystkich powierzchniach nasion.Ziarna kolumnowe wyrastające z dna obiektu odcięte są przez ziarna wyrastające ze ścian bocznych.W przypadku współczynników kształtu większych niż 1,5 to „uszczypnięcie” może nawet prowadzić do wewnętrznych pustek.Proces platerowania musi zrównoważyć kompromisy między orientacją, szybkością osadzania i wzrostem bez pustek.

Na rozmiar i orientację ziarna ma również wpływ położenie w szyku padów, niezależnie od ich rozmiaru.Podkładki krawędziowe mają mniejsze ziarna, rosnące w kierunku wnętrza szyku.Orientacja ziarna zależy od rozmiaru i położenia podkładki, jak odkryli SeokHo Kim i współpracownicy z firmy Samsung, prawdopodobnie z powodu zmian gęstości prądu podczas galwanizacji.Osiągnięcie pożądanych słupkowych ziaren zależy zatem od interakcji między warstwą zarodkową, przebiegu prądu dostarczanego przez narzędzie galwaniczne i chemii kąpieli galwanicznej.

Kiedy spotykają się dwie wysoce zorientowane powierzchnie, wyniki są niezwykłe.Jing Ye Juang i współpracownicy z National Chiao Tung University zaobserwowali ciągłą strukturę sieciową, która zaciera powierzchnię przedwiązania.W testach rozciągania interfejs miedź-miedź był silniejszy niż zarówno wiązanie miedź-krzem, jak i klej między próbką a urządzeniem testowym.Podobnie, opór elektryczny był porównywalny z miedzią luzem.

Pomyślne wiązanie miedzi z miedzią zależy od procesu powlekania galwanicznego, który może zapewnić spójną strukturę ziaren miedzi.Chociaż galwanizacja jest dobrze ugruntowana w zastosowaniach BEOL i TSV, specyficzne wymagania dotyczące łączenia miedzi z miedzią są nowe. (Z Katherine Derbyshire)