Tin tức

Các nhà tích hợp hệ thống trong gói đang tiến tới liên kết trực tiếp đồng với đồng giữa các khuôn khi độ cao liên kết giảm xuống, khiến chất hàn được sử dụng để kết nối các thiết bị trong một gói không đồng nhất ít thực tế hơn.

Trong liên kết nén nhiệt, các vết lồi bằng đồng liên kết với các miếng đệm trên bề mặt bên dưới.Trong liên kết lai, các miếng đồng được dát trong chất điện môi, làm giảm nguy cơ oxy hóa.Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, độ khuếch tán bề mặt của đồng xác định tốc độ và sự phụ thuộc vào nhiệt độ của sự hình thành liên kết.

Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, độ khuếch tán bề mặt của đồng xác định tốc độ và sự phụ thuộc vào nhiệt độ của sự hình thành liên kết.Đồng kết tinh trong một mạng tinh thể lập phương, với bề mặt tiếp xúc tương ứng với một trong hai mặt của hình lập phương, một mặt phẳng cắt bốn góc đối diện hoặc một mặt phẳng cắt ba góc.Các nhà tinh thể học gắn nhãn các mặt này (100), (110) và (111), tương ứng, dựa trên các chỉ số Miller của mạng tinh thể.

Trong đồng, quá trình oxy hóa diễn ra chậm hơn nhiều và độ khuếch tán theo cấp độ nhanh hơn: 1,22 x 10-5 cm2 / giây ở 250 ° C trên bề mặt (111), nhưng chỉ 4,74 × 10-9 cm2 / giây trên (100) bề mặt và 3,56 x 10-10 cm2 / giây trên bề mặt (110).Khi kết dính (111) các bề mặt, Chien-Min Liu và các đồng nghiệp tại Đại học Quốc gia Chiao Tung ở Đài Loan đã đạt được các kết nối mạnh mẽ ở nhiệt độ thấp tới 150 ° C, trong khi các bề mặt ít định hướng hơn có nhiệt độ liên kết tối thiểu gần 350 ° C.Quy trình hàn lại vật liệu hàn điển hình hoạt động ở khoảng 250 ° C và nhiều hợp chất kết dính tạm thời được thiết kế cho phạm vi nhiệt độ đó.

Bề mặt (111) cũng cung cấp mật độ nguyên tử cao hơn, dẫn đến liên kết bền chặt hơn.Bề mặt có ít hơn 25% hạt được định hướng theo hướng này dễ bị hỏng liên kết.

Định hướng bề mặt phụ thuộc vào quá trình mạ điện được sử dụng để lắng đọng các tính năng của đồng.Kỹ sư quy trình Vật liệu Ứng dụng Marvin Bernt giải thích rằng các tính năng rộng, nông không có thành bên đáng kể.Phần dưới cùng của đối tượng địa lý có thể dùng làm khuôn mẫu cho sự phát triển có định hướng.Khi độ sâu của tính năng tăng lên, một lớp hạt bảo vệ sẽ giúp giảm nguy cơ tạo ra các lỗ rỗng dọc theo thành bên.

Thật không may, lớp đồng đang phát triển có xu hướng tích tụ đều trên tất cả các bề mặt hạt.Các hạt hình trụ mọc từ đáy của đối tượng địa lý bị cắt bỏ bởi các hạt mọc từ các cạnh bên.Đối với các tỷ lệ khung hình lớn hơn 1,5, sự “chèn ép” này thậm chí có thể dẫn đến khoảng trống bên trong.Quá trình mạ cần phải cân bằng sự cân bằng giữa định hướng, tốc độ lắng đọng và sự phát triển không có khoảng trống.

Kích thước và hướng của hạt cũng bị ảnh hưởng bởi vị trí bên trong mảng đệm, bất kể kích thước của hạt.Các miếng đệm cạnh có các hạt nhỏ hơn, tăng dần về phía bên trong của mảng.SeokHo Kim và các đồng nghiệp tại Samsung nhận thấy rằng hướng của hạt phụ thuộc vào kích thước miếng đệm và vị trí miếng đệm, có thể là do sự thay đổi mật độ dòng điện trong quá trình mạ điện.Sau đó, để đạt được các hạt cột mong muốn, phụ thuộc vào sự tương tác giữa lớp hạt, dạng sóng hiện tại được cung cấp bởi dụng cụ mạ và hóa học của bể mạ.

Khi hai bề mặt có định hướng cao gặp nhau, kết quả là đáng chú ý.Jing Ye Juang và các đồng nghiệp tại Đại học Quốc gia Chiao Tung đã quan sát thấy một cấu trúc mạng tinh thể liên tục, xóa bỏ giao diện liên kết trước.Trong các thử nghiệm kéo, giao diện đồng-đồng mạnh hơn cả liên kết đồng-silicon và chất kết dính giữa mẫu và vật cố định thử nghiệm.Tương tự, điện trở tương đương với điện trở của đồng rời.

Liên kết đồng với đồng thành công phụ thuộc vào quy trình mạ điện có thể mang lại cấu trúc hạt đồng nhất quán.Mặc dù mạ điện đã được thiết lập tốt cho các ứng dụng BEOL và TSV, các yêu cầu cụ thể của liên kết đồng với đồng vẫn còn mới. (Từ Katherine Derbyshire)