低溫固液擴散接合在3D-IC及LED封裝之應用

Abstract

近年來，半導體產業發展快速，各類電子產品也不斷進步，而在進步的同時也遇到不少瓶頸，例如電晶體尺寸不斷縮小，使其製程難度日益增加，讓其發展方向從二維轉向三維；由於LED功率不斷提高，以往的LED固晶方式無法滿足其需求，讓目前使用的構裝方式面臨考驗。本研究即使用新的構裝方式-固液擴散接合，利用鍍上一高熔點、一低熔點金屬薄膜，使其在低熔點金屬液化時即可反應成高熔點介金屬化合物，以達到低溫接合高溫應用的目的。 本研究第一部分即利用Sn薄膜作為低熔點金屬，晶片端的Cu及引腳架端的Ag作為高熔點金屬，來進行反應接合LED晶片，並研究各溫度及接合時間之試片的介金屬成長情形及接點強度。 本研究第二部分為利用固液擴散接合法進行3D-IC之構裝，此部分亦使用Cu/Sn系統作為主要材料，並且針對接合界面所產生的孔洞進行補強，方法為利用電鍍一層銀薄膜，使其在接合時形成Ag3Sn，即可達到填補因另一不平坦介金屬所產生之孔洞的目的。 本研究第一部分結果顯示，使用SLID接合法可達到低溫接合高溫應用的目的，其某些條件之接點強度也達到使用標準，故能使用本接合法來取代以往的LED固晶法，本研究第二部分結果顯示利用銀的介金屬化合物，可有效填補因其他扇貝狀介金屬化合物所造成的孔洞，使接點強度上升。