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應(yīng)用 | 銀漿潤(rùn)濕性對(duì)芯片鍵合性能的影響

更新時(shí)間:2023-02-06點(diǎn)擊次數(shù):1299
研究背景

1.jpg


在半導(dǎo)體行業(yè),銀漿是制作銀電極的漿料,由高純度的(99.9% )金屬銀的微粒、粘合劑、溶劑、助劑所組成,比較粘稠狀。用于把芯片鍵合到基材上,它不僅幫助固定芯片,而且?guī)椭鷾p少芯片因封裝產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形,進(jìn)而保護(hù)芯片。近年來(lái),隨著芯片向著最小化和最薄化發(fā)展,需要銀漿有更高的強(qiáng)度與可靠性?,F(xiàn)有商品化銀漿存在粘合力不足、在界面處分布不均等問(wèn)題,無(wú)法滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需要。


本文對(duì)比研究了商品化銀漿體系和新銀漿體系的潤(rùn)濕性對(duì)芯片鍵合性能的影響。


材料與方法


銀漿:新型銀漿體系(記為 B),其與銀漿A體系的區(qū)別在于粘合促進(jìn)劑的不同。

基底:環(huán)氧玻纖基材。

采用德國(guó) KRüSS 公司的 DSA100 測(cè)量銀漿與基材的接觸角。


2.jpg


DSA100接觸角測(cè)試儀



結(jié)果與討論


銀漿B在基材上的接觸角低于銀漿A,表明銀漿B的浸潤(rùn)性良好,有利于在基板和芯片中間產(chǎn)生連續(xù)的銀漿層。


3.png
圖1,銀漿 A(左)和銀漿 B(右)與基材的接觸角


而剖面形貌分析也證實(shí)銀漿 B在芯片表面形成了連續(xù)的銀漿鍵合層。對(duì)銀漿A的芯片鍵合層剖面進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)銀漿A的鍵合層存在空洞,證明銀漿在點(diǎn)膠過(guò)程中沒(méi)有wan全浸潤(rùn)基材的表面,使空氣封閉在鍵合層中。而空氣在銀漿固化的過(guò)程中受熱膨脹,不僅減小了界面處的銀漿結(jié)合面積,減弱了鍵合強(qiáng)度,而且也導(dǎo)致了過(guò)高的鍵合層厚度。


4.png


圖2,銀漿 B 鍵合層剖面的 SEM 照片


5.png


圖3,銀漿 A 鍵合層剖面的 SEM 照片





總結(jié)


可看出減少銀漿層的空洞是提高芯片鍵合強(qiáng)度的一種有效方法。合適的粘合促進(jìn)劑可以幫助增加銀漿在基材表面的浸潤(rùn)并減少界面銀漿層里的空洞。





參考文獻(xiàn):

本文有刪減,詳細(xì)信息請(qǐng)參考原文。

堵美軍,梁國(guó)正.高芯片鍵合質(zhì)量與高生產(chǎn)率的新型銀漿體系的研究[J].中國(guó)集成電路,2021,1-2(260-261): 63-69.


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