由于Cu和超低k材料间热膨胀系数差异导致了热应力问题的出现，因此需要关注超低k材料的力学性能，但是更严重的热应力则来自芯片与封装的相互作用，后者将是未来主要的可靠性问题。它已经导致了众所周知的焊料接头低周疲劳失效，但由芯片与封装相互作用导致的热应力对Cu/超低k多层结构的影响尚不清楚。为了避免来自芯片-封装相互作用产生的热应力，对于Si芯片来说，使用Si基板似乎更好，因为在Si芯片和Si基板之间不产生热应力。......
2023-06-20
如何优化芯片封装相互作用引起的热应力？
【摘要】：Cu与超低k材料之间的热应力产生不仅与二者的热膨胀系数的不匹配有关，还受芯片-封装相互作用的的影响，这是一个相对较新的可靠性问题。然而，当超低k材料作为层间介电材料时，由于芯片-封装相互作用产生的热应力由焊料凸点和Cu/超低k材料多层结构共同承担，因此热应力可能在Cu/超低k材料的多层结构中引发介电材料的破裂。
为了减少多层互连结构中的阻容延迟，目前正在开发可与Cu导体集成的超低介电常数材料（即超低k材料，k≈2）。鉴于热应力的影响，超低k材料的较差力学性能值得我们关注。Cu与超低k材料之间的热应力产生不仅与二者的热膨胀系数的不匹配有关，还受芯片-封装相互作用的的影响，这是一个相对较新的可靠性问题。1.4.2节中讨论了Si和FR4聚合物基板热膨胀系数不匹配而导致的倒装芯片中热应力的存在。倒装芯片技术中，Si芯片上的Cu/超低k材料构成的多层结构通过面阵列焊料接头连接到封装基板上。在100℃左右的器件工作温度下，无论基板材料是陶瓷还是聚合物，在Si芯片和基板间都会产生热应力，这一热应力会影响焊料凸点及Cu/超低k材料多层结构的机械完整性。以往，当采用SiO2作为层间介电材料时，由于SiO2力学性能较强，芯片与封装相互作用产生的载荷主要加载在相对柔软的焊球上。众所周知，在器件使用过程中此类热应力会导致倒装芯片焊料接头出现低周疲劳失效。过去，微电子行业使用环氧树脂作为底部填充材料来实现热应力的再分配，以减少热应力对焊料接头失效的影响。目前，云纹干涉法已被用于分析倒装芯片焊料接头中的热应力分布[4-7]。
然而，当超低k材料作为层间介电材料时，由于芯片-封装相互作用产生的热应力由焊料凸点和Cu/超低k材料多层结构共同承担，因此热应力可能在Cu/超低k材料的多层结构中引发介电材料的破裂。
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2023-06-15
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焊料接头相互作用引起剥落增加现象详细阅读
如上一节中所讨论，Cu/Ni/Al薄膜UBM层上的6 Sn5颗粒会由于焊料接头另一个界面上的金属间化合物的相互作用而加速剥落。若在焊接接头的另一侧上没有金属，比如说，若在Cu/Ni/Al上仅有一个共晶SnCuAg焊点，那么，剥落现象在20次回流后才能观察到。而当Au/Ni金属间化层与凸点另一侧连接时，仅仅经历5次回流就能看到剥落现象。研究SnPb焊料和无铅焊料时都发现了类似的现象。事实证明，若我们在焊点的另一侧用纯Ni代替Au/Ni，金属间化合物的剥落现象增强。......
2023-06-20
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如何选择PCB元件封装形式详细阅读
图4-29 电位器常见封装图4-30 二极管常见封装a）直插式电容 b）表贴式电容晶体管晶体管常以“CAN-XX”或“BCY-XX”命名，如图4-31所示。图4-32 元件封装向导2）单击“Next”按钮，选择电容封装形式“Capacitors”，单位选择Mil，如图4-33所示。3）再单击“Next”按钮，选择具体的封装形式，比如用默认的封装形式，如图4-34所示。图4-35 设置焊盘a）设置焊盘尺寸b）设置焊盘间距5）单击“Next”按钮选择电容的外形，这里选择有极性、放射状、圆形，如图4-36所示。......
2023-06-23
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AT89S51是单片机的一种型号，这种型号下有DIP、PLCC、TQFP等封装。DIP封装的芯片从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。51单片机的DIP封装如图2-8所示。图2-8 51单片机的DIP封装a）器件外观 b）器件外观及尺寸图2-8 51单片机的DIP封装（续）c）电路符号 d）焊接剖面51单片机的PLCC封装如图2-9所示。4）芯片面积与封装面积之间的比值较小。......
2023-10-28
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LED芯片的新技术优化详细阅读
采用GaN LED倒装芯片的结构可以从根本上消除上述问题。图1-19 LED倒装芯片的结构示意图5.芯片键合技术光电子器件对所需要的材料在性能上有一定的要求，通常都需要有大的带宽差和在材料的折射指数上要有很大的变化。......
2023-06-15
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如何避免晶片热应力问题？详细阅读
在生长后的冷却期间，由于衬底和GaN的CTE存在差别，将形成很大的应力。对于Al2O3，它的CTE要高一些，热应力是压缩性的，在室温下使晶片形成凸起翘曲。图2-15 晶片曲率是GaN薄膜厚度的线性函数根据曲线的斜率，可以计算出热应力。应力为临界值时，衬底中会出现裂缝并在GaN层中传播。已经在厚度大于20μm的GaN层中观察到这种现象[HIR 93]。......
2023-06-15
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密封材料的部分物理性质列于5.7.1节的表格中。添加无机填充物时，粘合剂必须严格是导热的；而添加的金属装料必须是导电并且导热的。此外，在某些条件下，金锡合金可不使用助焊剂，降低了芯片安装时的污染风险。AlN的热导率一般比氧化铝大5～10倍，但因成本较高而应用较少。随着LED功率的增加，就5.2.6.1节中介绍的板上芯片系统而言，衬底的材料从FR4聚合物演变为绝缘金属基板和DBC。但由于有效区与基座上的焊点距离较近，会引发热机械问题。......
2023-06-15
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