面向三维芯片互连的高导热导电银胶

  自21世纪以来，三维封装已逐渐发展成为热门的封装技术。三维封装是把集成电路芯片叠合起来，在Z方向进行垂直互连，将平面组装发展为立体组装的一种封装技术。其具有的小尺寸、低重量、低延迟、高使用效率等优势在当前电子设备小型化的趋势下逐渐突显出来。而三维封装除了设计复杂、成本较高等局限，还有一个棘手的难题，就是由于堆叠结构而产生的热管理问题。传统封装技术依赖于钎焊进行芯片互连，焊接温度高、精细度低，且焊料不环保，越来越难以满足当前的封装要求。

  银胶是一种由银粉和其他有机成分组成的粘接剂，具有工艺简单、高可靠性、高导热性、高导电性等特点，可应用于三维芯片的互连，目前已在引线框、二极管、硅芯片以及第三代半导体的互连上有了广泛的应用。然而，国产银胶在热导率和体积电阻率等性能均与国外大品牌生产的银胶有着较大的差距，这给我国发展相关产业带来了一定的阻碍。

  本文对环氧银胶和烧结银胶的商品做了调研，对比了两者在微观形貌、组成成分和关键性能上的差异，并做出了分析；针对环氧银胶进行制备与表征，分析环氧银胶的各种原料的种类和添加比例、混合工艺、固化条件、表面处理对样品热导率、体积电阻率、剪切强度等性能的影响，并总结了最佳配方；使用硅片和陶瓷片等材料设计了模拟封装，并使用自制的环氧银胶进行了粘接，测试了封装的性能，结果表明自制环氧银胶在模拟应用中表现良好，具备实际应用的条件。

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