KRüSS于1796年誕生于德國(guó)漢堡，是表面科學(xué)儀器領(lǐng)域的全 球領(lǐng)導(dǎo)品牌。先后研發(fā)了世界上第 一臺(tái)商用全自動(dòng)表面張力儀和第 一臺(tái)全自動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x，榮獲多次國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)和德國(guó)中小企業(yè)Z 具創(chuàng)新能力TOP100榮譽(yù)。其它產(chǎn)品還包括各類(lèi)動(dòng)態(tài)表面張力儀、泡沫分析儀、界面流變儀和墨滴形狀分析儀等。

研究背景

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Z小化和Z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。

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。

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)有完全浸潤(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。

圖2，銀漿 B 鍵合層剖面的 SEM 照片

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。