Procédé de création de connexions de circuits intégrés 3D à basse température ne nécessitant pas de pressions externes

Un ticket d'or pour l'électronique plus petite

Fig.1 (Droite) Image SEM de bosses Cu-Ag de 20 μm fabriquées, (Milieu) Dessin schématique de la section transversale de bosse préparée, (Gauche) Dessin schématique du dispositif de bosse Cu-Ag de 20 μm collé. 1 crédit

Des scientifiques du laboratoire d’intégration de systèmes 3D flexibles de l’université d’Osaka ont mis au point une nouvelle méthode de liaison tridimensionnelle directe d’électrodes de cuivre à l’aide d’argent, qui peut réduire le coût et les besoins énergétiques des nouveaux appareils électroniques. Ces travaux pourraient contribuer à la conception d’appareils intelligents de nouvelle génération, plus compacts et consommant moins d’électricité.

Les circuits intégrés tridimensionnels jouent un rôle de plus en plus important dans les appareils électroniques. Par rapport aux circuits 2D conventionnels, ces architectures peuvent à la fois économiser de l’espace et réduire le matériel nécessaire pour l’interconnexion des fils. Cependant, la capacité à former des connexions 3D fiables nécessite de nouvelles méthodes par rapport aux technologies matures utilisées pour les circuits intégrés conventionnels.

Maintenant, une équipe de chercheurs de l’Université d’Osaka a montré comment connecter directement des “bosses” d’électrodes de cuivre à l’aide de couches d’argent. “Notre procédé peut être réalisé dans des conditions douces, à des températures relativement basses et sans pression supplémentaire, mais les liaisons ont pu résister à plus d’un millier de cycles de chocs thermiques de -55 à 125 ºC”, explique le premier auteur Zheng Zhang.

Dans cette nouvelle méthode, l’argent a d’abord été pulvérisé sur les deux surfaces de cuivre à coller à température ambiante. Ensuite, de la chaleur a été appliquée pour recuire les couches d’argent, ce qui a amené la surface à subir des changements microscopiques dans un processus appelé “migration de contrainte”. La libération de la contrainte lors du recuit a conduit à une rugosité de surface, ce qui a assuré une surface efficace suffisante entre les deux couches d’argent.

Par conséquent, la liaison a pu être accomplie sans appliquer de pression même à une température de recuit relativement basse. Des connexions permanentes aussi petites que 20 micromètres pourraient ainsi être réalisées en seulement dix minutes. Ce procédé ne nécessite également que des températures modérées (180 °C) et peut fonctionner dans des conditions atmosphériques.

Un ticket d'or pour l'électronique plus petite

Fig.2 (Droite) Image en coupe transversale d’une bosse Cu-Ag liée, (Gauche) Vue agrandie de l’interface de l’échantillon Cu-Ag lié. 1 crédit

L’équipe a pu confirmer la rugosité de surface des puces pulvérisées et recuites à l’aide d’images obtenues par microscopie électronique à balayage et microscopie à force atomique. “Cette technologie devrait contribuer aux puces avec une haute densité d’interconnexions et un conditionnement 3D avancé”, a déclaré l’auteur principal Katsuaki Suganuma.

L’étude, « Liaison directe Ag-Ag via une méthode de liaison par migration de contrainte sans pression, à basse température et atmosphérique pour le conditionnement d’intégration 3D », a été présentée à la 72e conférence IEEE sur les composants électroniques et la technologie (ECTC).


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Fourni par l’Université d’Osaka

Citation: Méthode de création de connexions de circuits intégrés 3D à basse température ne nécessitant pas de pressions externes (2022, 22 juin) récupéré le 22 juin 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-06-method-3d-circuit-temperatures- nécessite.html

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