铜填充硅通孔在热、电条件下的微结构演化及机理研究的任务书.docx

铜填充硅通孔在热、电条件下的微结构演化及机理研究的任务书
任务书
一、背景与意义
铜填充硅通孔技术是制备高密度电子封装的关键技术之一，在现代电子产业中得到广泛的应用和推广。然而，通孔铜填充在高温、高电场等恶劣环境下，易于出现结构变化和失效，直接影响电子封装器件的可靠性和寿命。因此，对于铜填充硅通孔在热、电条件下的微结构演化及机理研究具有重要的理论和应用价值。
二、研究任务和内容
本研究拟对铜填充硅通孔在热、电条件下的微结构演化及机理进行深入的研究，主要任务和内容如下：
1.利用扫描电镜、透射电子显微镜等现代实验手段，研究铜填充硅通孔在高温、高电场下的微观形貌、晶体结构、晶界特征等方面的变化及其规律；
2.通过数值模拟等手段，分析电场强度、温度等因素对通孔铜填充微结构演化的影响机制，并预测其在不同参数下的演化趋势和规律；
3.结合实验和理论，对铜填充硅通孔失效的机理进行深入研究，揭示其微观物理过程和规律；
4.提出针对铜填充硅通孔失效的改进方案，设计新型的铜填充材料和封装工艺，提高其可靠性和寿命。
三、研究方案和实施步骤
1.研究方案
本研究将采用实验和理论相结合的方法，首先对铜填充硅通孔在高温、高电场下的微结构演化进行实验分析，确定其表面形貌、晶界特征、相结构变化等变化规律；然后通过数值模拟等手段，研究电场强度、温度等因素对通孔铜填充微结构演化的影响机制，并预测其演化趋势和规律；最后，结合实验和理论，对铜填充硅通孔失效的机理进行分析，并提出针对性的改进方案。
2.实施步骤
(1)实验部分
第1阶段：测量通孔电场分布和温度分布；
第2阶段：对不同电场强度和温度条件下的通孔进行铜填充实验；
第3阶段：对铜填充通孔进行扫描电镜、透射电子显微镜等表征研究，分析其微观结构及变化规律。
(2)理论部分
第1阶段：建立通孔铜填充数值模型；
第2阶段：模拟不同电场强度和温度条件下的通孔铜填充微结构演化及其规律预测；
第3阶段：分析铜填充硅通孔失效的机理，并提出针对性的改进方案。
四、预期成果
通过本研究，可以深入理解铜填充硅通孔在热、电条件下的微结构演化及其机理，提高其可靠性和寿命，为高密度电子封装技术的发展和应用提供理论支持和技术保障。同时，预期还能在铜填充材料和封装工艺的开发中发挥重要的推动作用。本研究成果预计可以发表相关SCI论文1篇，申请国家发明专利1项。
五、预算费用和研究周期
本研究预计需要3年时间和300万元经费。其中，材料费60万元，设备费50万元，工资及福利费100万元，差旅费和会议费20万元，科研绩效支出30万元，其他支出40万元。