焊料加工機(jī)械和電氣互連結(jié)構(gòu)焊接接點檢測

單壁碳納米管增強(qiáng)焊料
  隨著集成電路技術(shù)的不斷進(jìn)步，集成電路對I/O點數(shù)和功率的
需求日益增加，這造成了高密度晶片級封裝中的焊球間距日益減小
，而同時焊球的電流密度日益增加。隨著電子行業(yè)繼續(xù)向微型化推
進(jìn)，可靠性成為了一個關(guān)鍵問題。在電流增加的同時，要求焊接凸
點更多和更小，這已經(jīng)導(dǎo)致焊接凸點的電流密度顯著提高，而這會
引發(fā)電子遷移而造成焊接互連失效
  因為焊料加工容易且成本低，它們作為機(jī)械和電氣互連結(jié)構(gòu)已
在IC技術(shù)廣泛應(yīng)用。然而，由于焊料的熔點相對較低，焊點的蠕變
是一個主要問題。當(dāng)電子元器件開啟和關(guān)閉時，電子封裝的溫度會
經(jīng)歷周期變化。因為封裝和基板的性質(zhì)存在差別，封裝和基板間焊
接接點的熱機(jī)械應(yīng)力會呈現(xiàn)周期性的變化。這種周期應(yīng)力最終以熱
機(jī)械疲勞形式導(dǎo)致焊接接點的失效。

  由于IC器件邁向超細(xì)間距封裝的趨勢不可阻擋，倒裝芯片與基
板間的互連結(jié)構(gòu)承受的循環(huán)應(yīng)力急劇增長，這導(dǎo)致互連結(jié)構(gòu)中焊接
接點的疲勞壽命大幅下降。解決此問題的方法之一是使用新材料，
因為新材料能提供更好的機(jī)械、電氣和熱性能。而復(fù)合焊料就能提
供優(yōu)越的性能‘剛。雖然人們已經(jīng)在研究納米顆粒和納米管對焊料
性能的影響，但這些研究主要關(guān)注焊料的力學(xué)性能。本研究則給出
了納米管對焊料微觀結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電氣、潤濕、熱性能的影響。
  另外，本研究也評估了復(fù)合焊料焊接接點的連接強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)
度。由于碳納米管,具有優(yōu)越的物理性能和獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，自發(fā)現(xiàn)以
來得到了越來越多的關(guān)注。研究人員對利用這些獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異
的性能具有強(qiáng)烈的興趣。其應(yīng)用包括，氫儲存、超級電容、生物傳
感器、機(jī)電驅(qū)動器（electromechanical actuator）、用于高分辨
率成像的納米探針等。

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