银包铜核壳微/纳米焊料的制备、烧结连接机理及其电迁移可靠性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61904008
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0406.集成电路器件、制造与封装
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The way to achieve industrial transformation and upgrading is to develop high-tech industries. So, it is necessary to realize independent research and produce of electronic devices, especially the third-generation semiconductors, as it is the future of electronic devices. The connection materials are indispensable in the manufacture of electronic devices, however, the traditional connection materials cannot meet the requirements of third-generation semiconductors. Due to the low-temperature sintering high-temperature service characteristics, nanoparticle pastes are most likely to be the connection materials for the third-generation semiconductors. But, it is easily to be electromigrated in sintered silver and oxidized for the copper nanoparticle paste, which limits their applications. Besides, the connection layer formed by the nanoparticle paste often has a large number of voids. Therefore, it is significance to overcome these shortcomings in the development of nanoparticle paste. Based on this, we are intending to prepare silver-coated copper core-shell (Cu@Ag) micro/nano hybrid paste, investigate the sintering mechanism of heterogeneous scale and dissimilar metal particles and identify its ability of reducing porosity, oxidation and electromigration, so as to provide technological reserve and basic theory for the nanoparticle paste.
发展高新技术产业是我国实现产业转型升级的必由之路,其中电子器件的自主研发和生产是重中之重,特别是针对下一代电子器件的核心——第三代半导体。电子器件制造中封装连接材料必不可少,而传统的连接材料无法满足第三代半导体的需求,纳米焊料以其低温烧结、高温服役的特点成为最有可能的替代材料。然而,铜纳米焊料的易氧化、烧结银易的电迁移、烧结层的高孔隙率等问题限制了他们的应用,因此,在纳米焊料的研发中同时克服这三个缺点成为其迈向应用层面的关键所在。基于此,本项目拟制备银包铜(Cu@Ag)核壳微/纳米混合焊料,研究异种尺度下异种金属核壳颗粒的烧结融合机理,以及由其烧结所得焊点的电迁移可靠性,探究其是否同时具备抗氧化、抗电迁移、降低孔隙率的能力,为第三代半导体封装连接材料的研发提供技术储备和理论基础。

结项摘要

高温封装材料是第三代半导体(SiC/GaN)制造过程中的关键材料之一,而传统的连接材料无法满足其高温环境下的使用需求。纳米焊料以其低温烧结、高温服役的特点成为最有可能的替代材料。然而,铜纳米焊料的易氧化、烧结银的易电迁移、烧结层的孔隙率较高等问题限制了他们的应用,因此,在纳米焊料的研发中同时克服这三个缺点成为其迈向应用层面的关键所在。基于此,本项目通过工艺探索,制备了三种不同类型的银包铜颗粒,由于银层的包覆,三种类型颗粒具有良好的抗氧化性和大气环境下室温贮存能力。微纳米银包铜颗粒(Cu@Ag MNPs)所制备的焊膏具有更高的连接强度(300℃,大气环境条件下,裸铜键合可达到21.5MPa)和更低的孔隙率(孔隙率是单一尺度颗粒的三分之一)。TEM下加热Cu@Ag MNPs,发现其在烧结过程中Cu核依然被Ag层包覆,证明其具有良好的抗氧化性。采用水滴实验,研究了Cu@Ag MNPs焊膏的电化学迁移行为,其抗电化学迁移能力是是银的2倍。通过本项目的研究,开发一种更性能更加优良的、适用于高温封装的微纳米银包铜颗粒。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
Thermoelectric performance of hydrothermally synthesized micro/nano Cu2-xS
水热合成微纳米Cu2-xS的热电性能
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2022.137748
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Ziwei Yue;Wei Zhou;Xiaoliang Ji;Yishu Wang;Fu Guo
  • 通讯作者:
    Fu Guo
Effect of different IMCs on the crystal orientation of IMCs/solder joint/Cu
不同IMCs对IMCs/焊点/Cu晶体取向的影响
  • DOI:
    10.1007/s10854-022-09502-0
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jing Han;Zhou Meng;Xuelun Jin;Limin Ma;Fu Guo;Yishu Wang;Wei Zhou;Tong An
  • 通讯作者:
    Tong An
Enhanced thermoelectric properties of Ag doped Cu2S by using hydrothermal method
水热法增强Ag掺杂Cu2S的热电性能
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2022.165830
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Ziwei Yue;Wei Zhou;Xiaoliang Ji;Fuwen Zhang;Fu Guo
  • 通讯作者:
    Fu Guo
Study on morphology and interface relationship between Ag3(Sn, In) and Cu6(Sn, In)5
Ag3(Sn, In)与Cu6(Sn, In)5形貌及界面关系研究
  • DOI:
    10.1016/j.matchemphys.2023.127402
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
    Materials Chemistry and Physics
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Jing Han;Zhou Meng;Xuelun Jin;Limin Ma;Fu Guo;Wei Zhou;Yishu Wang;Tong An
  • 通讯作者:
    Tong An
Enhanced thermoelectric performance of hydrothermal synthesized Ag incorporated Cu2-xS micro/nano composites
水热合成Ag掺入Cu2-xS微/纳米复合材料的增强热电性能
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2022.11.005
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Ziwei Yue;Xiaoliang Ji;Wei Zhou;Zhihao Ji;Fu Guo
  • 通讯作者:
    Fu Guo

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 期刊:
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    李家松
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    2022
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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

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          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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