小型化趋势：未来的市场发展方向

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：未来，电子设备小型化趋势可能达到纳米级尺寸。若焊料凸点直径从100μm缩小到25μm，那么焊料凸点的体积也将减少为原来的1/64；相对来说，在较小的焊料凸点中，金属间化合物在体积分数将增加64倍。随着电子器件小型化的发展趋势，这几种作用力预期将耦合起来同时作用，这会使可靠性问题更加突显。

未来，电子设备小型化趋势可能达到纳米级尺寸。当今，场效应晶体管（Field-effect Transistor，FET）的特征尺寸已经在纳米范围内，例如，栅极宽度已经在100 nm以下。由于Si存储器技术超高密度的实际需求，便携式设备上使用的基于在薄膜磁盘上激光钻孔的硬盘存储器将被基于场效应晶体管Si技术的固态硬盘替代，原因在于后者尺寸小、没有活动部件和耐冲击的特性。因此，未来很可能制备出手持式的计算机。为了封装纳米尺寸器件，封装结构的尺寸将很可能缩小大约2个数量级，如直径为1μm的焊料凸点。虽然通过光刻技术和沉积技术制备这样小的焊料凸点并不是什么挑战，但是在回流焊和固态时效过程中（如150℃下老化1 000 h），标准Sn-Cn之间的焊料反应将会使整个焊料凸点转化为金属间化合物。换句话说，整个接头都变成金属间化合物，因此在未来的封装技术中，Cu-Sn金属间化合物的物理性能将变得更加重要。

若焊料凸点直径从100μm缩小到25μm，那么焊料凸点的体积也将减少为原来的1/64；相对来说，在较小的焊料凸点中，金属间化合物在体积分数将增加64倍。这将极大改变焊料凸点的物理性质，如其机械强度，并将使Cu-Sn反应成为更严重的可靠性问题。这是由于我们仍然不能在进行较小焊料接头互连时，降低其反应温度和反应时间。

本书重点强调了倒装芯片焊料接头在分别单独受到化学力、机械力或电子力作用时的可靠性问题。随着电子器件小型化的发展趋势，这几种作用力预期将耦合起来同时作用，这会使可靠性问题更加突显。

小型化趋势：未来的市场发展方向

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