熱超聲倒裝過程的熱-力建模和多參量仿真.pdf

1、工業(yè)界在長期工業(yè)生產(chǎn)中積累了豐富的工藝認識和工藝參數(shù)選擇的經(jīng)驗，并發(fā)展了各種形式的微電子工業(yè)鍵合設備。但對其原理尚缺乏系統(tǒng)闡明，不少與核心機理有關的重要現(xiàn)象，較多停留在定性的描述上，遠不能適應高密度封裝對互連技術提出的要求。各種物理、化學、力學作用下，對微小鍵合凸點的各種參數(shù)進行實時測試相當困難，用有限元軟件進行仿真是解決以上問題的有效手段。 本文利用熱超聲倒裝鍵合過程的實驗結果，作為仿真的初始條件，建立了熱超聲倒裝過程的有限元

2、仿真模型，對熱超聲倒裝過程中的微小鍵合凸點進行了多參量仿真。 主要研究創(chuàng)新點如下： 1、在超聲波作用過程中，材料發(fā)生軟化與否只對應力的大小有影響，而對其分布并無明顯影響；界面上不同的摩擦狀況對應力的分布及大小均有影響：摩擦系數(shù)越大，界面上所產(chǎn)生的應力集中越大； 2、鍵合區(qū)瞬態(tài)溫度特性會影響到鍵合質(zhì)量，不同的鍵合工藝參數(shù)，使得界面的瞬態(tài)溫度特性有明顯不同。鍵合溫升與鍵合壓力和超聲波振幅密切相關，溫度斜率隨鍵合壓力和

3、超聲波振幅的增大而增大。在超聲波振幅為0.7μm，鍵合壓力為30g，超聲波加載9毫秒時，界面上的溫度升高了74.5度； 3、利用仿真所獲得的金凸點界面上的塑性應變云圖和歷程圖，結合試驗結果，對界面上鍵合強度生成位置進行了分析； 4、在超聲波振幅和摩擦力的聯(lián)合作用下，界面上產(chǎn)生應力集中，應力值被放大，其中正應力增加了2倍，切應力增加了0.7倍。強大的應力使材料發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生塑性流動，為界面生成鍵合強度提供良好的條件；