單晶Cu第一金屬凸點20陣列,在所述單晶Cu第一金屬凸點20上濺射0.5 μ m厚的SnCu第一釬料層22 ;提供芯片第二襯底30,在所述芯片第二襯底30上電鍍30 μ m厚的多晶Cu第二金屬凸點40陣列,在所述多晶Cu第二金屬凸點40上電鍍30 ym厚的SnCu第二釬料層42 ;單晶Cu第一金屬凸點20和多晶Cu第二金屬凸點40具有呈鏡面對稱的陣列圖形;
[0080]步驟二:將SnCu第一釬料層22和SnCu第二釬料層42 —一對準(zhǔn),面對面接觸放置,形成一個組合體,如圖1所示;
[0081]步驟三:加熱步驟二形成的組合體并進(jìn)行釬焊回流,使單晶Cu第一金屬凸點20的溫度達(dá)到250°C且低于多晶Cu第二金屬凸點40的溫度,即在單晶Cu第一金屬凸點20和多晶Cu第二金屬凸點40之間形成60°C /cm的溫度梯度,直至SnCu第一釬料層22和SnCu第二釬料層42熔化后發(fā)生釬焊反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)镃u6Sn5金屬間化合物50,實現(xiàn)芯片到芯片的金屬間化合物鍵合,如圖3所示。
[0082]如附圖5所示,在60°C /cm的溫度梯度作用下,在單晶Cu上形成的⑶^七金屬間化合物具有單一取向。
[0083]實施例6
[0084]本發(fā)明三維封裝芯片堆疊用金屬間化合物鍵合方法通過下述具體工藝步驟實現(xiàn):
[0085]步驟一:提供芯片第一襯底10,在所述芯片第一襯底10上蒸鍍I μ m厚的Cu第一金屬凸點20陣列,在所述Cu第一金屬凸點20上電鍍30 μ m厚的SnPb第一釬料層22 ;提供芯片第二襯底30,在所述芯片第二襯底30上電鍍20 μ m厚的Cu第二金屬凸點40陣列;Cu第一金屬凸點20和Cu第二金屬凸點40具有呈鏡面對稱的陣列圖形;
[0086]步驟二:將SnPb第一釬料層22和Cu第二金屬凸點40 —一對準(zhǔn),面對面接觸放置,形成一個組合體,如圖2所示;
[0087]步驟三:加熱步驟二形成的組合體并進(jìn)行釬焊回流,使Cu第一金屬凸點20的溫度達(dá)到220°C且低于Cu第二金屬凸點40的溫度,即在Cu第一金屬凸點20和Cu第二金屬凸點40之間形成70°C /cm的溫度梯度,直至SnPb第一釬料層22熔化后發(fā)生釬焊反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)镃u6Sn5金屬間化合物50和富Pb殘余相52,實現(xiàn)芯片到芯片的金屬間化合物鍵合,如圖4所示。
[0088]實施例7
[0089]本發(fā)明三維封裝芯片堆疊用金屬間化合物鍵合方法通過下述具體工藝步驟實現(xiàn):
[0090]步驟一:提供芯片第一襯底10,在所述芯片第一襯底10上電鍍2 ym厚的Cu第一金屬凸點20陣列,在所述Cu第一金屬凸點20上電鍍50 μ m厚的SnAgCu第一釬料層22 ;提供芯片第二襯底30,在所述芯片第二襯底30上電鍍50 μ m厚的Cu第二金屬凸點40陣列;Cu第一金屬凸點20和Cu第二金屬凸點40具有呈鏡面對稱的陣列圖形;
[0091]步驟二:將SnAgCu第一釬料層22和Cu第二金屬凸點40 —一對準(zhǔn),面對面接觸放置,形成一個組合體,如圖2所示;
[0092]步驟三:加熱步驟二形成的組合體并進(jìn)行釬焊回流,使Cu第一金屬凸點20的溫度達(dá)到250°C且低于Cu第二金屬凸點40的溫度,即在Cu第一金屬凸點20和Cu第二金屬凸點40之間形成80°C /cm的溫度梯度,直至SnAgCu第一釬料層22熔化后發(fā)生釬焊反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)镃u6Sn5金屬間化合物50和Ag 3Sn殘余相52,實現(xiàn)芯片到芯片的金屬間化合物鍵合,如圖4所示。
[0093]實施例8
[0094]本發(fā)明三維封裝芯片堆疊用金屬間化合物鍵合方法通過下述具體工藝步驟實現(xiàn):
[0095]步驟一:提供芯片第一襯底10,在所述芯片第一襯底10上電鍍4 ym厚的Ni第一金屬凸點20陣列,在所述Ni第一金屬凸點20上電鍍20 μ m厚的SnBi第一釬料層22 ;提供芯片第二襯底30,在所述芯片第二襯底30上電鍍20 μ m厚的Ni第二金屬凸點40陣列,在所述Ni第二金屬凸點40上電鍍20 μ m厚的SnBi第二釬料層42 ;Ni第一金屬凸點20和Ni第二金屬凸點40具有呈鏡面對稱的陣列圖形;
[0096]步驟二:將SnBi第一釬料層22和SnBi第二釬料層42 —一對準(zhǔn),面對面接觸放置,形成一個組合體,如圖1所示;
[0097]步驟三:加熱步驟二形成的組合體并進(jìn)行釬焊回流,使Ni第一金屬凸點20的溫度達(dá)到170°C且低于Ni第二金屬凸點40的溫度,即在Ni第一金屬凸點20和Ni第二金屬凸點40之間形成85°C /cm的溫度梯度,直至SnBi第一釬料層22和SnBi第二釬料層42熔化后發(fā)生釬焊反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹i3Sn4金屬間化合物50和富Bi殘余相52,實現(xiàn)芯片到芯片的金屬間化合物鍵合,如圖4所示。
[0098]實施例9
[0099]本發(fā)明三維封裝芯片堆疊用金屬間化合物鍵合方法通過下述具體工藝步驟實現(xiàn):
[0100]步驟一:提供芯片第一襯底10,在所述芯片第一襯底10上電鍍10 μπι厚的Ni第一金屬凸點20陣列,在所述Ni第一金屬凸點20上電鍍25 μπι厚的In第一釬料層22 ;提供芯片第二襯底30,在所述芯片第二襯底30上電鍍50 μ m厚的Ni第二金屬凸點40陣列,在所述Ni第二金屬凸點40上電鍍25 μ m厚的In第二釬料層42 ;Ni第一金屬凸點20和Ni第二金屬凸點40具有呈鏡面對稱的陣列圖形;
[0101]步驟二:將In第一釬料層22和In第二釬料層42 —一對準(zhǔn),面對面接觸放置,形成一個組合體,如圖1所示;
[0102]步驟三:加熱步驟二形成的組合體并進(jìn)行釬焊回流,使Ni第一金屬凸點20的溫度達(dá)到200°C且低于Ni第二金屬凸點40的溫度,即在Ni第一金屬凸點20和Ni第二金屬凸點40之間形成90°C /cm的溫度梯度,直至In第一釬料層22和In第二釬料層42熔化后發(fā)生釬焊反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹1-1n金屬間化合物50,實現(xiàn)芯片到芯片的金屬間化合物鍵合,如圖3所示。
[0103]實施例10
[0104]本發(fā)明三維封裝芯片堆疊用金屬間化合物鍵合方法通過下述具體工藝步驟實現(xiàn):
[0105]步驟一:提供芯片第一襯底10,在所述芯片第一襯底10上濺射I μπι厚的單晶Au第一金屬凸點20陣列,在所述單晶Au第一金屬凸點20上電鍍I μ m厚的SnAu第一釬料層22 ;提供芯片第二襯底30,在所述芯片第二襯底30上電鍍3 μ m厚的Au第二金屬凸點40陣列,在所述Au第二金屬凸點40上電鍍I μπι厚的SnAu第二釬料層42 ;單晶Au第一金屬凸點20和Au第二金屬凸點40具有呈鏡面對稱的陣列圖形;
[0106]步驟二:將SnAu第一釬料層22和第二釬料層42--對準(zhǔn),面對面接觸放置,形成一個組合體,如圖1所示;
[0107]步驟三:加熱步驟二形成的組合體并進(jìn)行釬焊回流,使單晶Au第一金屬凸點20的溫度達(dá)到300°C且低于Au第二金屬凸點40的溫度,即在單晶Au第一金屬凸點20和Au第二金屬凸點40之間形成130°C /cm的溫度梯度,直至SnAu第一釬料層22和第二釬料層42熔化后發(fā)生釬焊反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳u-Sn金屬間化合物50,實現(xiàn)芯片到芯片的金屬間化合物鍵合,如圖3所示。
[0108]實施例11
[0109]本發(fā)明三維封裝芯片堆疊用金屬間化合物鍵合方法通過下述具體工藝步驟實現(xiàn):
[0110]步驟一:提供芯片第一襯底10,在所述芯片第一襯底10上濺射I μπι厚的Au第一金屬凸點20陣列,在所述Au第一金屬凸點20上濺射2 μ m厚的In第一釬料層22 ;提供芯片第二襯底30,在所述芯片第二襯底30上濺射2 ym厚的Au第二金屬凸點40陣列;Au第一金屬凸點20和Au第二金屬凸點40具有呈鏡面對稱的陣列圖形;
[0111]步驟二:將In第一釬料層22和Au第二金屬凸點40 —一對準(zhǔn),面對面接觸放置,形成一個組合體,如圖2所示;
[0112]步驟三:加熱步驟二形成的組合體并進(jìn)行釬焊回流,使Au第一金屬凸點20的溫度達(dá)到180°C且低于Au第二金屬凸點40的溫度,即在Au第一金屬凸點20和Au第二金屬凸點40之間形成165°C /cm的溫度梯度,直至In第一釬料層22熔化后發(fā)生釬焊反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳u-1n金屬間化合物50,實現(xiàn)芯片