柱形铜凸点热力耦合下原子迁移失效机制研究

随着现代电子技术的发展，微电子封装技术的进步对集成电路（IC）的性能和可靠性提出了更高的要求。特别是在倒装芯片连接方式中，柱形铜凸点作为一种新型封装技术，其原子迁移失效问题变得越来越关键。原子迁移是指在高温或应力作用下，材料内部原子的有序排列发生变化的现象，对于保证封装焊点的长期稳定性和信号传输质量具有重要意义。 2011年的这篇论文《柱形铜凸点在热力耦合场中的原子迁移》由何俐萍等人发表，主要探讨了在尺寸微型化和负载苛刻的背景下，铜柱形凸点如何在热力耦合场中经历热迁移和应力迁移。热力耦合指的是热场和力场的相互作用，这种耦合作用可能导致材料的微观结构变化，从而影响原子的迁移行为。 论文通过综合运用热动力学理论、黏塑性力学分析以及有限元方法，深入剖析了影响原子迁移的关键因素，如温度梯度和应力分布。温度梯度是由于材料热性能差异导致封装焊点区域的温度不均匀，而应力分布则可能源于机械载荷。作者通过数值模拟，揭示了在不同温度载荷条件下，这些参数如何驱动原子迁移的发生，并确定了可能导致封装失效的机制和触发条件。 通过构建的失效模型，研究者们为改进IC封装过程中的原子迁移控制提供了科学依据，有助于提高封装工艺的可靠性和优化设计策略。这对于集成电路封装领域的工程师来说，是一项重要的理论支持，可以指导他们在实际生产中采取措施防止原子迁移引发的问题，从而确保产品的高质量和长期稳定性。 这篇论文不仅阐述了柱形铜凸点在热力耦合条件下的原子迁移现象，还为解决该领域内的关键技术问题提供了科学方法和理论框架，对于提升微电子封装技术的先进性具有重要价值。