各种电子封装都在极其恶劣的环境下工作,这需要较长的使用寿命,对微电子界来说是一个重大挑战。200 o C 以上的工作温度加上高压、振动和潜在的腐蚀性环境意味着,在如此高温下工作的电子系统的开发中仍然存在一些技术问题。最近的高温应用技术已经出现,能够承受高达 300 o C 的高温。烧结银是极端环境下芯片粘接的潜在候选材料之一。本研究旨在通过研究烧结银材料,了解硅芯片粘接材料在恶劣环境下性能下降/失效的方式和原因。开发了一种常用于表示微电子封装组件的二维轴对称芯片粘接模型。FE 模型可以很好地理解不同引线框架材料、烧结银和芯片厚度的单一参数变化的影响。烧结银厚度对塑性应变的影响非常小。此外,在芯片方面,硅芯片和烧结银之间的局部热失配是最重要的负载因素。此外,较厚的芯片会在芯片中产生更高的应力。
在微电子领域,设备集成度更高、散热性能更好一直是个趋势。在制造基于陶瓷的微电子器件时,可以应用以下技术。厚膜混合技术使用烧结陶瓷基板(主要是 Al 2 O 3 ),用功能糊料进行丝网印刷,然后在 850°C 下烧制。氧化铝基板具有非常好的导热性(25 W/mK),但是只有两侧可以进行金属化。使用 LTCC 技术的多层系统可以实现更好的小型化。LTCC 器件通过丝网印刷、堆叠和层压陶瓷绿带,然后进行共烧来制造。LTCC 的缺点是由于其玻璃含量高而导致的低导热性(3 W/mK)。通过结合混合技术和 LTCC 技术,可以结合两种方法的优点,例如良好的导热性和高的多层集成度。由于通过热压将生带层压在烧结陶瓷基板上的故障率太高,因此冷低压层压 (CLPL) 已被用作替代层压工艺。CLPL 是一种层压方法,其中组件的连接是在室温下通过使用双面胶带施加非常低的压力 (<5 MPa) 进行的。在热处理过程中,粘合膜将胶带保持在一起,直到粘合剂完全分解;在进一步升温期间,胶带通过烧结连接在一起。本文介绍了将烧结材料与生带连接所使用的材料和加工步骤,并讨论了烧制过程中发生的影响。这些影响(如边缘卷曲和裂纹形成)主要是由于在受限烧结过程中发生的应力造成的。可以通过改变工艺参数来影响它们的控制。关键词:连接、层压、冷低压层压、LTCC、氧化铝基板
烧结可将粒子粘合到强,有用的形状中。它用于发射陶瓷盆和制造复杂的高性能形状,例如医疗植入物。烧结是不可逆转的,因为颗粒会抛弃与小颗粒相关的表面能,以在这些颗粒之间建立键。在烧结颗粒之前,在烧结后很容易流动颗粒,将颗粒粘合到固体中。从热力学的角度来看,烧结的键合由表面能量还原驱动。小颗粒的表面能量比大颗粒更快。由于原子运动随温度的增加,因此高温加速了烧结。烧结的驱动力来自高表面能和粉末固有的弯曲表面。烧结的初始阶段对应于接触颗粒之间的颈部生长,而曲率梯度通常决定烧结行为。中间阶段对应于孔隙圆形和晶粒生长的发作。在中间阶段,孔保持互连,因此该分量不是密封的。最后一阶段的烧结发生在毛孔塌陷成封闭的球体中,从而减少了谷物生长的障碍。通常,烧结的最后阶段开始时,当组件大于92%以上。在所有三个阶段中,原子通过多种传输机制移动以创建微结构变化,包括表面扩散和晶界扩散。此外,添加润湿液会引起更快的烧结。烧结模型包括参数,例如粒度和表面积,温度,时间,绿色密度,压力和大气。因此,大多数烧结是
