先进封装中混合键合就绪结构的纳米级机械表征

自从第一台计算机问世以来,其性能主要取决于单片芯片上晶体管密度的增加。然而,当我们接近晶体管尺寸的物理极限时,很明显我们不能

来源:美国国家标准与技术研究院__计量学信息

自从第一台计算机问世以来,其性能主要取决于单片芯片上晶体管密度的增加。然而,当我们接近晶体管尺寸的物理极限时,很明显我们不能再仅仅依赖摩尔定律或其扩展。我们现在正在见证这些芯片复杂架构的一场革命,称为小芯片的专用模块化组件被集成到更大的系统级封装单元中。这种方法可以实现优化的功能和增强的每比特功耗性能,这对于高性能计算、人工智能和其他要求苛刻的应用至关重要。这些先进封装技术带来的一项重大挑战是在将各种分层堆栈和小芯片异构集成到新的 3D 芯片架构中时管理热机械要求。

混合键合是业界用于先进封装异构集成的领先技术之一。该过程涉及创建直接的金属对金属和电介质对电介质连接,互连间距仅为几微米。由于这些铜焊盘尺寸小且经历复杂的热机械过程,其机械和结构性能可能会发生重大变化。因此,有必要测量这些特性,以便为设计和制造阶段提供信息并最终优化混合键合集成。这与 NIST 流行的一句话是一致的:“如果你无法衡量它,你就无法改进它”。

由 NIST 材料测量实验室的 Gheorghe Stan 领导的团队在 ACS Applied Nano Materials 上发表了一篇文章,其中利用现代原子力显微镜 (AFM) 的多功能性为混合键合铜焊盘提供各种有价值的纳米力学测量。

图片来源:Gheorghe Stan,NIST