下一代集成电路封装柱形铜凸点在耦合场作用下原子迁移失效机制研究

随着进一步的尺寸微型化和载荷严酷化，集成电路（IC）封装焊点必将遭遇原子迁移失效这一可靠性瓶颈。柱形铜凸点是一种新型的、超高密度的倒装芯片互连形式，将成为下一代IC封装的主流技术。本项目旨在通过电场理论、热动力学理论和粘塑性力学分析，研究耦合场（电-热-力）作用下柱形铜凸点中的电迁移、热迁移和应力迁移现象，提取原子迁移的关键参数、失效判据、临界条件等重要数据，建立在耦合场作用下失效模式与机理的理论模型；采用有限元数值模拟和微观实验表征等方法从材料成分、结构尺寸和载荷容限三个角度，通过不确定性优化设计，得到耦合场条件下减缓和防止原子迁移的最优方案，进而延长柱形铜凸点互连的寿命，提高其可靠性。该项目的成功实施，不但有望丰富可靠性物理领域的科学理论和补足数据，而且可为超高密度IC封装设计提供理论依据。