基于無鉛化微電子互連技術的研究論文
傳統(tǒng)的髙鉛材料在微電子的封裝領域應比較廣泛，這些材料能夠適應比較嚴酷的環(huán)境餓使微電子元件實現穩(wěn)定可靠的連接，是一些大型的網絡設備、航空航天等關鍵電子設備的封裝材料。隨著電子封裝技術的怏速發(fā)展，全面禁止含鉛材料的應用將會是未來微電子未來發(fā)展的必然。
因此加強對無鉛材料和互聯技術的研究對于微電子的發(fā)展具有重要的意義。
在電子元件的互聯技術中常常需要應用到焊接材料，在傳統(tǒng)的生產中常常釆用含有髙鉛的材料，但是隨著電子產品的環(huán)保發(fā)展的要求，無鉛焊接材料得到了人們的重視。鉛對人類的健康和環(huán)境具有比較嚴重的破壞作用，因此在電子產品嚴格的禁止和限制鉛的使用得到了研究人員和消費者的重視，國夕卜有效比較有名的電子公司已經提出了關于無鉛元件封裝的標準。
—、無銀互聯技術的工藝的要求分析
為了適應微電子無鉛化互聯技術的要求，無鉛材料提出了具體的技術要求。無鉛化材料的融化溫度應當和傳統(tǒng)的高^材料范圍基本相近，這樣才能保證使用的要求。
某些研究人員發(fā)現為了能夠實現二次回流焊的要求，無鉛材料的固相線應當髙于260X：，業(yè)相線應當低于40CTC，其熔化溫度范圍應當盡可能的小[1]。在無鉛互聯技術的實際的應用中，其工作的溫度不能夠超過40tTC，防止對微電子聚合物材料的電路板和芯片產生危害。高分子聚合物電路板在400X：以上的高溫時容易發(fā)生玻璃態(tài)的變化，而且還容易在冷卻的過程中產生內應力，影響元件的可靠性。
無鉛互聯技術的接頭溫度相對比較高，在操作的生活容易發(fā)生螺變和高溫疲勞效應而發(fā)生失效。在微電子芯片的一級封裝是，接頭不僅要滿足一定的強度要求，同時還具有比較高的物理性能，例如比較髙的抗熱疲勞、抗觸變以及比較低的剪切模量，以保證髙溫無鉛材料在操作的過程中能夠和元件做組成的系統(tǒng)在比較高的溫度下具有良好的穩(wěn)定性。
無鉛材料在應用過程中應當具有比較好的工藝性能，例如液態(tài)材料具有焊點成形比較好、流動性好，能夠和常用的銅等基板之間保持良好的潤濕[2]。同時還具有和基板材料接近的熱膨脹系數，在研究中發(fā)現微電子元件和基本材料之間往往由于熱膨脹系數的不同，導致在操作的過程中由于熱脹冷縮而產生熱應力，影響了微電子元件的功能。
無鉛材料應當具有良好的導熱、導電性能，一般的`無鉛材料所承受的電流和溫度比較高。同時還具有比較好的延展性等物理性能，能夠被加工成粉末、焊帶、焊絲等多種形態(tài)來滿足自動焊接的要求。無鉛材料還應當進一步的提高其無毒性，對環(huán)境具有友好特點。而且在操作工藝上比較簡單，容易實現自動化操作。
二、無鉛化微電子的S聯技術研究
隨著微電子產業(yè)的快速發(fā)展，已經成為了我國的國民經濟發(fā)展中的重要產業(yè)。微電子封裝技術逐漸成為了其發(fā)展中的關鍵技術，互聯技術作為電子封裝技術中的重要內容，在芯片的裝接過程中都需要應用到互聯技術。隨著電子產品逐漸的向微小化、低能耗化、輕薄化的方向發(fā)展，對于封裝技術也提出了更髙的要求。
這些要澩推動了微電子互聯技術的發(fā)展，使互聯技術的等級得到了快速的發(fā)展，由原來的四級發(fā)展到了六級互聯。在一些比較復雜的電子系統(tǒng)中常常要用到六級互聯的方式，實現各個連接器的連接[3]�；ヂ摷夹g將會上元件的連接方式發(fā)生巨大的變化，在進行封裝設計的過程中要考慮到多種技術的影響，例如連續(xù)互聯技術、連接器技術、光電子互聯等，實現封裝的可靠性和穩(wěn)定性。
引線鍵合互聯方法是元件和載體之間常見的連接方法，在焊接方式使常常釆用超聲鍵合焊、金絲球焊和熱壓焊等方式，在熱壓焊的過程中，由于受熱而使410I科故博莧芯片形成特殊的氧化物，焊絲和焊區(qū)也形成氧化層，影響了焊接的可靠性，所以這種焊接方法逐漸的遭到了淘汰。超聲鍵合的焊接方法能夠有效的去除焊接表面上的氧化膜，而且不需要加熱，對芯片的影響比較小，因此焊接的質量比較高[4]。熱聲鍵合能夠在比較低的溫度下工作，具有不容易氧化、而且對接觸面要求不高等優(yōu)點，在集成電路中得到了廣泛的應用。
倒裝芯片技術是明確微電子封裝中的主流技術，主要是將芯片倒置之后直接安裝在基片上，無鉛輝接材料是芯片和基片上的焊K。倒裝芯片互聯技術能夠把芯片的任何部位作為焊區(qū)，所以對芯片的利用率比較髙。同時也去掉了鍵合封裝的操作，有效的提高了組裝的密度。。
在倒裝芯片技術中對于焊區(qū)的選擇非常的重要，一些研究人員通過利用超聲波倒裝芯片鍵合機利用圖像設別等技術對芯片的焊接位置進行實時的監(jiān)測，實現了對焊接區(qū)的精確控制，使芯片和基板能夠達到高精度的鍵合定位。
載帶自動焊接技術是一種在芯片引腳框架上的互聯技術，它需要在高聚物上提前做好元件的引腳導體圖樣，然后將有凸點的晶片按照其鍵合的要求放在什么，通過熱電極的作用實現所有引線的鍵合，最終達到芯片和基板互聯的效果[5]。載帶自動焊接技術在實際的應用過程中具有成本比較低、引線短，而且基板上的斷面形狀比較低，具有良好的電氣性能，因此得到了比較廣泛的應用。載帶自動焊接技術是一種發(fā)展比較成熟的互聯技術，其生產效率比較髙，而且自動化的程度也比較高。
三、結束語
微電子封裝技術經過了多個發(fā)展階段，互聯技術作為其中重要的一種技術得到了廣泛的應用。隨著微電子集成度的不斷提髙，微電子元件越來越小，安裝的密度也越來越大，對互聯技術提出了更高的要求。同時隨著微電子技術的發(fā)展和人們的環(huán)保意識的提高，無鉛釬焊材料將成為互聯技術中的主流材料，因此應當加強對無鉛化互聯技術的進一步研究，提髙互聯技術的應用效率。
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