电子封装互连材料的研究

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集成电路技术的不断发展,对电子封装互连材料和工艺提出了更高的要求。倒装芯片的兴起带来了凸点制作技术的研究,而绿色封装的兴起带来了无铅焊料和导电胶的快速发展。目前凸点制作技术和导电胶技术存在着一些问题,本文从材料着手,对于细节距无铅凸点制作技术和高温烧结银填充导电胶进行了探索。细间距无铅凸点制作工艺在电子封装密度不断增加,封装尺寸不断减小的趋势下,面临着技术上和成本上的挑战。金属焊料在熔点温度以上时,由于表面张力的作用会产生融合团聚现象,如果有可以浸润的焊盘,则会自发地在焊盘上形成凸点。部分热塑性树脂在达到粘流态之后具有很好的流动性,可以为金属焊料的融合团聚提供良好的环境。利用以上材料的流变学性质,本文将一种具有较好流变性能的酚醛树脂和无铅焊料Sn96.5-Ag3.0-Cu按一定比例混合,并加入能够起到还原作用的助焊剂松香等,配制成无铅凸点制作材料。本文还对该材料的应用工艺进行了研究,将凸点材料用无模板印刷的工艺涂覆在表面有焊盘阵列的PCB或者其他基板上,经过回流后,用溶剂超声清洗除去基板表面多余的树脂和焊料,就可以在焊盘上形成相对应的凸点阵列。用这种方法,本文成功得到了间距为500μm、300μm、200μm、100μm的SnAgCu无铅焊料凸点阵列。苯并噁嗪树脂是一类改进了的酚醛树脂,具有高的热稳定性,低吸水性,低介电常数和良好的热机械性能。本文利用苯并嗯嗪-环氧树脂体系作为基体,纳米和微米银粉为填料,制备导电胶。与环氧树脂相比,混合树脂体系有较高的固化温度,可以使纳米银粉在更高的温度烧结,以达到更好的烧结效果,从而降低导电胶的电阻率。通过有机二元酸处理银粉表面,能够起到活化银粉表面,降低银粉表面能,使得银粉更加容易团聚融合和烧结的作用。通过苯并嗯嗪-环氧树脂制备的导电胶电阻率可以达到2-5×10-5Ω·cm。
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