单晶基体界面反应及其对微细无铅焊点可靠性的影响

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51171036
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    黄明亮
  • 依托单位：
    大连理工大学
  • 学科分类：
    E0101.金属材料设计、计算与表征
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

微型化和无铅化对封装技术提出更大挑战。界面IMC占焊点比例增加；小范围内IMC与钎料的物理、力学性能差异巨大；反应的体积效应更显著，IMC强烈影响焊点的可靠性。单晶铜与无铅钎料界面反应具有特殊性：生成棱晶状晶粒的结构特征使其远远小于扇贝状晶粒厚度；低错配度、低界面能可提高界面冲击断裂韧性；低固/液界面反应Cu6Sn5生长速率、低的固/固界面反应Cu3Sn生长速率、柯肯达尔空洞在Cu3Sn中形成受阻碍均有利于降低脆性界面IMC引起的损伤。本项目旨在研究单晶上生成棱晶状IMC晶粒的本质以及形成所必需的钎料成分、温度、晶面指数等条件和规律；界面IMC与单晶基体的位向关系、生长动力学以及柯肯达尔空洞形成的规律性；单晶上IMC在电迁移过程中极性变化的规律性；以及对无铅焊点力学性能和可靠性的影响规律。为回答单晶基体作为焊盘是否具有更优越的力学性能和可靠性及其在微细无铅互连中潜在的应用价值提供指导意见。

结项摘要

本项目研究了电子封装常用的金属Cu、Ni的单晶基体与无铅钎料的界面反应，表征了单晶基体上规则排列棱晶状Cu6Sn5金属间化合物（IMC）晶粒的形核条件与基体的位向关系，率先揭示了棱晶状的生长机制以及与扇贝状Cu6Sn5 IMC晶粒的相互转变规律，建立了晶粒的三维六棱柱晶粒生长模型，提出了一种电流驱动键合（Current Driven Bonding, CDB）的新方法，并成功制备出一种可用于3D封装的高熔点单一择优取向Cu6Sn5 IMC互连焊点，表征了单一择优取向IMC与Cu基体的位向关系，揭示了单一择优取向全IMC焊点的形成机理，并评估了全IMC焊点的力学性能与电迁移可靠性。代表性成果包括：1）揭示了棱晶状Cu6Sn5晶粒的形核条件；2）棱晶状Cu6Sn5晶粒转变为扇贝状没有取向遗传性；3）发现了电流驱动导致单晶基体上界面IMC择优取向生长的规律性；4）提出了电流驱动键合（Current Driven Bonding, CDB）制备单一择优取向全IMC焊点的新方法，在3D封装中具有潜在的应用价值，申请发明专利7项。

项目成果

期刊论文数量（58）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（32）
专利数量（1）
Solder Size Effect on Early Stage Interfacial Intermetallic Compound Evolution in Wetting Reaction of Sn3.0Ag0.5Cu/ENEPIG Joints
焊料尺寸对 Sn3.0Ag0.5Cu/ENEPIG 接头润湿反应中早期界面金属间化合物演化的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jmst.2015.01.003
  • 发表时间：
    2015-03
  • 期刊：
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    M.L. Huang;F. Yang
  • 通讯作者：
    F. Yang
EFFECT OF ELECTROMIGRATION ON INTERFACIAL REACTION IN Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu FLIP CHIP SOLDER JOINTS
电迁移对 Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu 倒装芯片焊点界面反应的影响
  • DOI：
    10.3724/sp.j.1037.2011.00601
  • 发表时间：
    2012-03
  • 期刊：
    金属学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Huang Mingliang;Chen Leida;Zhou Shaoming
  • 通讯作者：
    Zhou Shaoming
In Situ Study on Current Density Distribution and Its Effect on Interfacial Reaction in a Soldering Process
焊接过程中电流密度分布及其对界面反应影响的原位研究
  • DOI：
    10.1007/s11664-014-3343-7
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Electronic Materials
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Zhao, Ning;Ma, Haitao;Zhao, Huijing;Huang, Mingliang
  • 通讯作者：
    Huang, Mingliang
Abnormal Diffusion Behavior of Zn in Cu/Sn-9 wt.%Zn/Cu Interconnects During Liquid-Solid Electromigration
异常%20扩散%20行为%20of%20Zn%20in%20Cu/Sn-9%20wt.%Zn/Cu%20互连%20期间%20液-固%20电迁移
  • DOI：
    10.1007/s11664-013-2690-0
  • 发表时间：
    2013-10-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Huang, M. L.;Zhou, Q.;Zhang, Z. J.
  • 通讯作者：
    Zhang, Z. J.
Solder Volume Effect on Interfacial Reaction between Sn-3.0Ag-0.5Cu Solder Balls and Cu Substrates -Experiment amp; Simulation
焊料体积对 Sn-3.0Ag-0.5Cu 焊球与铜基板之间界面反应的影响 - 实验
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    ECS Transactions
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    M.L. Huang;F. Yang;N. Zhao;X.Y. Liu
  • 通讯作者：
    X.Y. Liu

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  • 通讯作者：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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