基于有限元方法分析加速剂SPS对铜柱凸点互连均匀性的影响.pdfVIP

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Mar.2025PlatingandFinishingVol.47No.3SerialNo.384

doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2025.03.002

基于有限元方法分析加速剂SPS对铜柱

凸点互连均匀性的影响

彭雪嵩1，江杰1，李铭杰1，王福学23，罗秀彬2,3,

杨培霞1，张锦秋1，李亚强2.3*，李若鹏1*，安茂忠1*

（1.哈尔滨工业大学化工与化学学院，黑龙江哈尔滨150001；2．福州大学化学学院，

福建福州350116；3.福州大学分子工程+研究院，福建福州350116)

摘要：铜柱互连因具有细间距、高导电性、高可靠性的优点，成为传统焊点的替代品。然而，铜柱生长过程容易形

成光滑度很差的凹凸表面，严重影响铜柱的可靠性。本文采用有限元方法研究了加速剂聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)

对铜柱生长的影响。基于电化学测试、分子动力学模拟以及有限元拟合方法，建立了基于物质传质、添加剂吸附、

电极表面电化学还原以及铜柱生长的有限元仿真模型。在无添加剂的条件下，铜柱的生长可分为均匀生长阶段和

凹形生长阶段，最终会形成凹形的铜柱顶面。引入SPS后，在生长过程中，SPS会在底角处积累，铜柱的生长呈现

“V”形生长的特点。随着“V”形生长的进行，由于铜柱的轮廊拓扑变化，会在中间部位形成新的底角，SPS在

中间区域的积累会加速铜的沉积。因而通过调控SPS的浓度，可以调控铜柱的生长过程，得到高均匀性的铜柱。

关键词：有限元模拟；分子动力学模拟；铜柱生长；均匀性

中图分类号：TQ153.1文献标识码：A

TheinfluenceofacceleratorSPSonthebumpsurfaceofcopperpillar

interconnectsbasedonfiniteelementsimulationmethods

PengXuesong,JiangJiel,LiMingjiel,WangFuxue23,LuoXiubin23,YangPeixia,

ZhangJinqiul,LiYaqiang?3,LiRuopeng*,AnMaozhong

(1.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,

China;2.CollegeofChemistry,FuzhouUniversity,Fuzhou350116,China;3.Institute

ofMolecularEngineeringPlus,FuzhouUniversity,Fuzhou350116)

Abstract:TheCopperpillarisregardedasapromisingalternativecomparedwithtraditionalsolderbump

duetoitsfinepitch,highelectricityandhighreliability.However,badsurfacesmoothnessiseasily

formedduringtheelectrodepositionofcopperpillar,whichhadabadinfluenceonthereliability.Inthis

work,finiteelementsimulationwasappliedtoinvestigatetheinfluenceofBis-(SodiumSulfopropyl)-

收稿日期：2024-09-17修回日期：2024-11-12.

作者简介：彭雪嵩(1997一），男，博士生，研究方向为电子电镀技术，email:pe