T字型硅通孔不同位置界面裂纹扩展研究

作者：李娜; 张立文^*; 张金灿; 李阳

来源：半导体技术, 2021, 46(04): 324-329.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.04.012

• 硅通孔(TSV)
• 界面裂纹
• 裂纹扩展
• 能量释放率
• 热应力

硅通孔(TSV)技术是实现三维封装的关键技术。随着技术发展,TSV被设计成多种不同结构。以T字型TSV为研究对象,仿真分析了两种温度载荷下T字型TSV中产生的热应力及其分布情况。以此为基础,通过计算裂纹尖端能量释放率,研究了T字型TSV中3个不同位置的界面裂纹失效扩展。结果表明,T字型TSV中钉头的存在改变了铜/硅/钉头三重连接处和硅材料顶部钉头外周边界条件,在这两处易产生应力集中现象。与完全填充TSV结构相同位置的垂直裂纹相比,T字型TSV中垂直裂纹能量释放率明显下降。另外,T字型TSV中水平向外开裂的界面裂纹扩展时裂纹尖端能量释放率最小,水平向里开裂的界面裂纹扩展时裂纹尖端能量释放率最大,更易发生失稳扩展。

• 单位
  河南科技大学