利用奈米銀墨水及壓電噴墨技術製備微接點之研究

Abstract

壓電噴墨製程技術為直接輸出技術的一種，配合精密對位系統與可適用多種墨水材料的特性，可以改善與替代半導體製程部分步驟，應用於3D IC產業晶圓接合上具有開發潛力。為了達到微接點製程低溫化，使用奈米墨水材料進行微接點接合成為發展重點，因此，針對奈米墨水材料的轉移品質進行研究，並且探討噴印厚度對微接點的強度、電性影響。 本研究利用奈米銀墨水為銅對接之接合材料，目的在於製備銅對銅接合導電精微結構，進一步探討噴印厚度與微接點性質之關係。在墨水轉移方面，透過高速攝影機觀察基板溫度對液滴沉積行為影響，找出合適噴印條件；接著，將此噴墨參數應用於銅對銅接合製程，藉由噴印厚度的改變探討微接點強度的影響，並且檢測在不同噴印厚度下電性的差異。此外，藉由提高基板溫度及微液滴噴印時間長短，於相同噴印銅墊片面積下達到增加墨水厚度，在液滴沉積堆疊過程中，觀察液滴的延展寬度、厚度與接觸角的變化，獲得最佳噴印條件及品質。 高固含量商用奈米銀墨水60 wt%，使用壓電噴頭於適當雙脈衝波形參數，可以形成單一顆微液滴，其直徑為52 μm及飛行速度為0 6 m/s。當基板溫度為50 oC，微液滴形成過程不受溫度影響，仍為單一顆穩定液滴；但微液滴沉積於銅墊片後，其延展幅度縮小。在微接點性質方面，當噴印墨水乾燥後厚度為5 μm，有最大之剪切強度可達30 4 MPa，並且有最低特徵接觸電阻為4 5×10-8 Ω?cm2。在小範圍堆疊液滴方面，基板溫度為70 oC，使用循環式噴印模式可以成?在200 μm的範圍內堆疊成微液柱，其高度達111 μm。

Date of Award	2017 Aug 21
Original language	Chinese
Supervisor	Lien-Chung Hsu (Supervisor)