高密度封裝基板濺射薄層微結構研究.pdf

1、隨著集成電路的小型化和集成化，封裝和互連技術逐漸成為延續(xù)和超越“摩爾定律”的關鍵。多層高密度封裝基板已成為當前集成電路封裝中采用的主要形式，也是“3D”封裝開疆擴土的支撐性技術之一。
　　高密度基板雖然層數(shù)和布線圖形各不相同，但濺射鈦/銅薄層結構作為一種新興的電鍍“籽晶層”，在先進封裝結構里非常常見。這一薄層的厚度在亞微米/納米量級，其晶粒尺寸則更為微小。本文首先對比研究了四種可行的亞微米晶粒測量方法，從制樣、原理、實踐等角度研究

2、了其適應性及可靠性。
　　由于環(huán)保的需求，無鉛焊接技術成為裝聯(lián)焊接技術的主流。由于其焊接溫度遠高于傳統(tǒng)工藝，這極有可能對濺射薄層微結構造成不可測的影響，進而影響整個封裝體的可靠性。本文利用XRD（X射線衍射）、四探針、AFM（原子力顯微鏡）等方法研究了無鉛回流焊工藝對濺射銅層微結構及導電性的影響，并對其內在機理進行了探討。本文進一步利用XRD和TEM（透射電鏡）研究了濺射鈦層的微結構和界面性能，證實鈦層為非晶態(tài)。然后設計了一種新穎

3、的電化學方法制備了用于XRD測試的潔凈納米鈦膜樣品，進而研究了無鉛回流焊工藝對濺射納米鈦層的影響。本文在研究中亦發(fā)現(xiàn)鈦層表面濺射一極薄銅層會誘導其結晶，并且呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。
　　實踐中發(fā)現(xiàn)，高密度基板中金屬薄層界面結構缺陷是失效發(fā)生的重要原因。本文用雙束FIB（聚焦離子束）技術對比分析了正常和異?；逯械臑R射鈦/銅界面結構。進而針對FIB自帶SEM分辨率不足的問題，采用一種比較巧妙的方法將樣品傾斜安置在獨體SEM上觀察，進而揭示