近年来,集成电路(integrated circuit,IC)的发展已被推向了国家科技发展的战略层面。1958年,美国德州仪器公司成功开发出全球第一块集成电路,标志着IC时代的开始。1965年,因特尔公司创始人之一Gordon E. Moore 提出了著名的摩尔定律(Moore’s law),指出集成电路上可容纳的元器件的数目约每隔 18~24个月便会增加一倍,性能也随之提升一倍。此后，IC 产业一直遵循摩尔定律所预测的发展规律,并延续至今。过去的几十年里,半导体制造工艺得到了飞跃性的发展,集成电路芯片的特征尺寸不断减小，复杂程度不断增加，然而IC 制造与封装的进一步发展面临巨大挑战。
Cu-Cu键合是三维集成电路(3D-IC)后端封装工艺中极为重要的环节。为了克服摩尔定律在半导体行业高速发展过程中所遇到的瓶颈，3D-IC 对封装工艺中的凸点密度、能量消耗、封装性能等都提出了更高的要求。现代IC 封装中，Cu凸点是每一片晶圆上大规模集成电路信号输入与输出的端口，因此堆叠芯片间的 Cu 凸点互连键合质量的好坏是IC芯片整体机械强度、信号传输质量、电导及热导性能的关键所在。现阶段,在IC 制造工业中,芯片间Cu-Cu互连键合都是基于Sn或者SnAgCu无铅(SAC lead-free)焊料实现的。Cu-Cu键合中的 Sn 焊点(Sn 帽)由电镀及回流工艺获得。Sn 焊点形成后，再通过倒装焊接工艺,实现芯片间低温互连键合。Sn材料的成本低廉,工艺易控制，因此在半导体封装行业的互连键合中得到了广泛的应用。
然而,Sn作为互连材料在传统Sn基键合工艺中存在诸多弊端与可靠性问题。例如,窄截距键合时Sn过度溢出,形成短路;服役过程中Sn须生长,形成搭桥短路;多场作用下形成克肯达尔孔洞(Kirkendall void),影响电路导通;在高功率器件中存在耐热性不足的问题等。因此,针对以上问题,需开发更先进的互连键合工艺，引入更可靠的高性能互连材料,以实现封装互连技术的突破。近年来，电子封装行业的技术人员以及科研机构的研究人员在Cu-Cu键合新材料与新方法方面进行了大量探索，并获得了一系列研究成果。其中Cu-Cu直接键合、基于Cu表面处理的Cu-Cu键合、基于Cu纳米焊料的Cu-Cu键合、自蔓延反应放热键合等先进键合技术都是国内外的研究热点。然而，这些研究成果大多以期刊论文、会议论文等形式发表,缺乏系统的归纳与总结。鉴于我国集成电路制造与封装技术的快速发展形势,及时规划并撰写一本先进封装互连技术方面的专业著作十分必要。
