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面向存储芯片的先进封装中银烧结与铜烧结技术在高温功率集成中的应用.docx
资料介绍
面向存储芯片的先进封装中银烧结与铜烧结技术在高温功率集成中的应用
——从焊料互连到烧结银的封装互连材料变革
引言
银烧结和铜烧结技术是存储芯片先进封装中用于高温功率集成的新型互连技术。在HBM和3D NAND的高功率密度封装中，传统焊料互连在高温下的可靠性和热导率已无法满足需求。银烧结技术利用银颗粒在高温高压下的烧结形成致密的互连层，具有高热导率、高熔点和优异的高温可靠性。本文系统分析面向存储芯片的先进封装中银烧结与铜烧结技术在高温功率集成中的应用。
烧结互连的基本原理
烧结过程
银烧结的物理化学过程：
1. 溶剂挥发：在低温阶段，银浆中的溶剂挥发，银颗粒逐渐靠近。
2. 烧结致密化：在高温阶段，银颗粒在压力下烧结，形成致密的银互连层，烧结温度约200°C至300°C。
3. 互连形成：烧结完成后，银互连层与芯片和基板形成牢固的金属键合，互连层厚度约10μm至50μm。
烧结材料
银烧结和铜烧结材料的特性：
1. 银烧结：银的导热系数约430W/mK，熔点约961°C，电阻率约1.6μΩ·cm，适合高温功率互连。
2. 铜烧结：铜的导热系数约400W/mK，熔点约1085°C，电阻率约1.7μΩ·cm，成本低于银烧结。
3. 烧结银/铜浆料：银或铜颗粒的尺寸约1μm至10μm，浆料中有机物含量约5%至15%。
烧结工艺
压力烧结
压力烧结的工艺参数：
1. 烧结压力：烧结压力约10MPa至30MPa，压力越高，烧结密度越高，互连强度越高。
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