金屬微滴噴射沉積,是一種金屬微球陣列制備工藝,利用氣體噴霧器將液體金屬霧化為微米級液滴,在高壓氣體作用下噴射在襯底材料上沉積,凝固后形成金屬微球陣列。由于飛行過程中與氣體熱交換,沉積時受到襯底熱傳導,金屬液滴會高速冷卻,獲得的金屬微球具有組織均勻度高、致密度高的優點。
金屬微滴噴射沉積工藝在半導體產業中應用潛力大。隨著技術進步、消費者要求提升,電子產品更新換代速度加快,為實現微/小型化、功能集成化以及滿足高散熱需求,微電子封裝技術不斷優化升級,較多先進封裝工藝需要采用金屬微凸點來實現電氣連接。為保障金屬微凸點的尺寸精度與尺寸一致性,金屬微滴噴射沉積工藝受到關注。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年金屬微滴噴射沉積行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,金屬微滴噴射沉積工藝可以實現金屬微凸點尺寸高精度控制,以及沉積位置精確控制,能夠在芯片/基板表面直接植球,形成精密焊點,具有提高封裝效率、簡化封裝工藝流程、降低封裝成本等優點,并且無需芯片/基板加熱回流,能夠提高焊料質量,并能夠用在對溫度較為敏感的電子元器件封裝領域。因此金屬微滴噴射沉積制備金屬微球陣列的技術成為封裝領域研究熱點。
金屬微滴噴射沉積工藝可以用于銅、銦、金錫合金等金屬微球陣列制備領域。隨著3D打印技術日益成熟,金屬微滴噴射沉積工藝開始與3D打印技術相結合,例如利用脈沖激光熱力效應,開發激光驅動金屬微滴噴射打印工藝,可以實現大面積、圖案化金屬微球陣列高效制備,在芯片異構集成封裝領域擁有廣闊應用前景。
我國政府對金屬微滴噴射沉積制備金屬微球陣列的技術關注度高。2024年8月,我國發布國家重點研發計劃“高性能制造技術與重大裝備”重點專項2024年度項目申報指南建議,提出突破自由噴射金屬微滴高穩定沉積、高精度對準、高效率排布等關鍵技術,研制微米級金屬微球陣列無噴嘴定向沉積原型樣機,在典型光電器件高密度互聯金屬微球陣列制造中試驗驗證。
新思界
行業分析人士表示,我國金屬微滴噴射沉積工藝相關研究機構主要有西北工業大學、哈爾濱工業大學、上海交通大學等。其中,西北工業大學擁有“水平噴射金屬微滴飛行軌跡調控裝置”、“一種氣液通道分離式均勻金屬微滴穩定噴射裝置”等發明專利,發表了“金屬微滴逐層光柵掃描打印成形效率影響研究”、“基于均勻金屬微滴噴射的3D打印技術”等相關論文。
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